Voici une ventilation du processus:
1. Exploitation et préparation:
* Le minerai de fer contenant de l'oxyde de fer est extrait.
* Le minerai est écrasé et moulu pour augmenter la surface pour une meilleure réaction.
2. Fusion:
* Le minerai concassé est mélangé avec coke (carbone) et calcaire (carbonate de calcium) et placé dans un haut fourneau .
* L'air chaud est soufflé dans la fournaise, provoquant la brûlure du coke, générant de la chaleur et du monoxyde de carbone (CO).
* Réactions chimiques:
* Réduction: Le monoxyde de carbone réagit avec l'oxyde de fer pour former le fer et le dioxyde de carbone (CO₂):
* fe₂o₃ + 3co → 2fe + 3co₂
* Décomposition du calcaire: Le calcaire se décompose en oxyde de calcium (CAO) et dioxyde de carbone:
* caco₃ → cao + co₂
* Formation de scories: L'oxyde de calcium réagit avec les impuretés dans le minerai, formant smlag , qui est un déchet fondu:
* Cao + Sio₂ → Casio₃ (scories)
3. Affinage et casting:
* Le fer fondu est collecté au bas du haut fourneau.
* Le laitier est écrémé de la surface.
* Le fer est en outre affiné pour éliminer les impuretés, puis couler en différentes formes.
Réactions globales:
L'ensemble du processus peut être représenté par l'équation simplifiée suivante:
fe₂o₃ + 3c → 2fe + 3co
Points clés:
* monoxyde de carbone (CO) est le principal agent réducteur dans ce processus.
* coke Fournit la source de carbone pour la réaction.
* calcaire est utilisé pour éliminer les impuretés et former des scories.
* Smelting est un processus à haute température qui nécessite beaucoup d'énergie.
* Le fer résultant n'est pas 100% pur et peut contenir des impuretés.
Autres méthodes:
Bien que le haut fourneau soit la méthode la plus courante, d'autres techniques peuvent être utilisées pour convertir l'oxyde de fer en fer, comme:
* Réduction directe: Cela utilise le gaz naturel pour réduire l'oxyde de fer à des températures plus basses.
* Electrolyse: Cela utilise l'électricité pour réduire l'oxyde de fer, mais est généralement plus cher.
Le choix de la méthode dépend de facteurs tels que le type d'oxyde de fer, la pureté souhaitée du fer et le coût de production.
