Πώς κατασκευάζεται το σίδηρο από οξείδιο;
1. Εξόρυξη και προετοιμασία:
* Οξείδιο του σιδήρου, που συνήθως βρίσκεται με τη μορφή αιματίτη και μαγνητίτη , εξορύσσεται από τη γη.
* Το μεταλλεύμα είναι συνθλιμμένο και αλεσμένο σε λεπτή σκόνη για να αυξήσει την επιφάνεια της και να διευκολύνει τις χημικές αντιδράσεις.
2. Διαδικασία τήξης:
* Furmace: Το θρυμματισμένο μετάλλευμα τροφοδοτείται σε έναν ψηλό, κυλινδρικό κλίβανο που ονομάζεται υψικαμίνου.
* Coke and Limestone: Ο οπτάνθρακα (σχεδόν καθαρός άνθρακας) και ο ασβεστόλιθος (Caco₃) προστίθενται επίσης στον κλίβανο.
* ζεστός αέρας: Ο ζεστός αέρας εκτοξεύεται στον κλίβανο από το κάτω μέρος. Αυτός ο αέρας αντιδρά με τον οπτάνθρακα για την παραγωγή μονοξειδίου του άνθρακα (CO).
* Αντιδράσεις μείωσης: Το μονοξείδιο του άνθρακα μειώνει το οξείδιο του σιδήρου σε σιδερένιο μέταλλο μέσω μιας σειράς χημικών αντιδράσεων:
* fe₂o₃ + 3co → 2fe + 3co₂
* Σχηματισμός σκωρίας: Ο ασβεστόλιθος αποσυντίθεται σε οξείδιο του ασβεστίου (CAO), το οποίο αντιδρά με ακαθαρσίες στο μεταλλεύμα για να σχηματίσει σκωρία (τετηγμένα απόβλητα).
* Λινείο σιδήρου: Ο τετηγμένος σίδηρος, βαρύτερος από τη σκωρία, συλλέγεται στο κάτω μέρος του φούρνου.
* Tapping: Ο τετηγμένος σίδηρος και η σκωρία απομακρύνονται ξεχωριστά από τον κλίβανο.
3. Περαιτέρω επεξεργασία:
* Χυτοσίδηρος: Ο τετηγμένος σίδηρος από την υψικαμίνου ονομάζεται χυτοσιδήρου. Περιέχει ακαθαρσίες όπως άνθρακα, πυρίτιο, μαγγάνιο και φωσφόρο.
* χάλυβα: Ο χυτοσίδηρος επεξεργάζεται περαιτέρω σε χαλύβδινο μύλο για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών και προσθέτει συγκεκριμένα στοιχεία για την παραγωγή διαφόρων τύπων χάλυβα.
Βασικά σημεία:
* Μείωση: Η τήξη περιλαμβάνει τη χημική μείωση του οξειδίου του σιδήρου χρησιμοποιώντας μονοξείδιο του άνθρακα.
* υψηλή θερμοκρασία: Το υψικαμίνιο λειτουργεί σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 1500 ° C) για να διευκολύνει τις χημικές αντιδράσεις.
* Σχηματισμός σκωρίας: Η σκωρία αφαιρεί τις ακαθαρσίες από το σιδηρομετάλλευμα, παράγοντας καθαρότερο, χρησιμοποιήσιμο σίδερο.
* χάλυβα: Ο χυτοσίδηρος που παράγεται από την υψικαμίνου εκφράζεται περαιτέρω για την παραγωγή χάλυβα, ένα ισχυρότερο και πιο ευέλικτο υλικό.
Συνοπτικά, ο σίδηρος είναι κατασκευασμένος από οξείδιο του σιδήρου μέσω της διαδικασίας τήξης, η οποία περιλαμβάνει τη θέρμανση οξειδίου του σιδήρου με άνθρακα σε υψικαμίνου για να μειώσει το οξείδιο του σιδήρου σε σιδερένιο μέταλλο.
