Här är en uppdelning av processen:
1. Gruvdrift och förberedelser:
* Järnmalm som innehåller järnoxid bryts.
* Malmen är krossad och mark för att öka ytan för bättre reaktion.
2. Smältning:
* Den krossade malmen blandas med coke (kol) och kalksten (kalciumkarbonat) och placeras i en masugn .
* Varm luft blåses in i ugnen, vilket får koks att bränna, generera värme och kolmonoxid (CO).
* kemiska reaktioner:
* reduktion: Kolmonoxid reagerar med järnoxiden för att bilda järn- och koldioxid (CO₂):
* fe₂o₃ + 3co → 2fe + 3CO₂
* kalkstenens sönderdelning: Kalkstenen sönderdelas till kalciumoxid (CAO) och koldioxid:
* caco₃ → Cao + co₂
* slaggbildning: Kalciumoxiden reagerar med föroreningar i malmen och bildar slagg , som är en smält avfallsprodukt:
* cao + sio₂ → casio₃ (slagg)
3. Raffinering och gjutning:
* Det smälta järnet samlas i botten av masugnen.
* Slaggskummad från ytan.
* Järnet förfinas ytterligare för att ta bort föroreningar och kastas sedan i olika former.
Övergripande reaktioner:
Hela processen kan representeras av följande förenklade ekvation:
fe₂o₃ + 3c → 2fe + 3CO
Nyckelpunkter:
* Kolmonoxid (CO) är det primära reducerande agentet i denna process.
* coke ger kolkällan för reaktionen.
* kalksten används för att ta bort föroreningar och bilda slagg.
* smältning är en högtemperaturprocess som kräver mycket energi.
* Det resulterande järnet är inte 100% rent och kan innehålla föroreningar.
Andra metoder:
Medan masugnen är den vanligaste metoden, kan andra tekniker användas för att omvandla järnoxid till järn, till exempel:
* Direkt reduktion: Detta använder naturgas för att minska järnoxid vid lägre temperaturer.
* Elektrolys: Detta använder elektricitet för att minska järnoxid, men är i allmänhet dyrare.
Valet av metod beror på faktorer som typ av järnoxid, järnens önskade renhet och produktionskostnaderna.
