ا حديد خام هو دوري يتكون من حديد (حوالي 0.1٪) ، كربون (من 3٪ إلى 6٪) ، المنغنيز (حوالي 0.5٪) ، السيليكون (من 1٪ إلى 4٪) والكبريت (حوالي 0.1٪). إنتاجك يتم إجراؤه بشكل روتيني في أفران الصهر على شكل وعاء ، يبلغ ارتفاعه حوالي 30 مترًا.
ال انتاجحديد خام هو نشاط لصناعة الصلب له أهمية اقتصادية قصوى لأنه يتوافق مع جزء كبير من تكلفة إنتاج الصلب. يتم إنتاج هذه السبيكة من خلال عملية تقليل الحديد الموجود في الخامات التي تحتوي على هذا العنصر.
لذلك إنتاج الحديد الزهر يعتمد على استخدام خامات الحديد ، أي الخامات التي تتكون من أكاسيد الحديد ، والتي لا تستخدم في إنتاج الصلب ، ولكنها ضرورية لاستخراج حديد.
هناك عدة طرق لاستخراج الحديد من الخامات ، والتي تم تحسينها عبر التاريخ ، حيث يعود استخدام السبائك المكونة من الحديد إلى ما قبل المسيح. ومع ذلك ، فإن التقنية الأكثر استخدامًا لـ إنتاج الحديد الزهر هو الحد من الأفران العالية ، والذي سيتم تناوله في هذا النص.
خامات لإنتاج الحديد الخام
خامات الحديد الرئيسية المستخدمة في إنتاج الحديد الخام هي:
الهيماتيت (Fe2ا3);
المغنتيت (Fe3ا4);
ليمونيت (Fe2ا3.nH2س) ؛
كربونات السيديريت (FeCO3).
مواد خام
لإنتاج الحديد الخام في فرن الصهر ، فإن المواد الخام التالية مطلوبة لكل طن من المواد المنتجة:
خام الحديد: حوالي 1700 كجم ؛
فحم الكوك (نوع واحد من الفحم): حوالي 500 كجم ؛
أكسيد الكالسيوم (CaO) أو أكسيد المغنيسيوم (MgO): حوالي 140 كجم ؛
الهواء الساخن: حوالي 1800 كجم.
مراحل انتاج الحديد الزهر
1ا خطوة: استخراج خام الحديد
2ا خطوة: خليط من خام الحديد مع فحم الكوك وأكسيد الكالسيوم (أو أكسيد المغنيسيوم) ؛
3ا خطوة: حقن الهواء المسخن (عند درجة حرارة حوالي 1200 اج). يتفاعل غاز الأكسجين الموجود في الهواء مع الفحم وينتج أول أكسيد الكربون (CO) ، وهو عامل الاختزال في عملية إنتاج الحديد الخام ؛
C + O2 → كو(ز)
4ا خطوة: الحرارة من الهواء الساخن واحتراق الفحم تجعل خام الحديد يذوب ؛
5ا خطوة: في نفس الوقت ، يوجد تفاعل كيميائي بين أول أكسيد الكربون وأكسيد الحديد (مثل الهيماتيت) ، تشكيل الحديد المعدني المصهور (Fe) ، أي الحديد الخام ، بالإضافة إلى عناصر مثل الكربون والكبريت والمنغنيز ، إلخ.
إيمان2ا3 + 3 CO → 2 Fe + 3CO2
جمع الحديد الزهر
ملحوظة: هناك شركات للصلب تنتج الحديد الخام والتي عند إنتاجها تنتج الصلب منه. وبالمثل ، لا تزال هناك تلك الصناعات التي تنتج الحديد الخام فقط لتكون بمثابة مصدر إمداد للآخرين الذين يعملون في إنتاج وتصنيع الفولاذ.
الضرر الذي يلحق بالبيئة
ال إنتاج الحديد الزهر إنه مهم للغاية اقتصاديًا وصناعيًا ، ومع ذلك ، فإن تحقيقه ، بشكل رئيسي في الأفران العالية ، يؤدي إلى الأضرار البيئية التالية:
إزالة الغابات بكثافة من أجل إنتاج الفحم ؛
زيادة انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي ؛
انبعاث أكاسيد الكبريت في الغلاف الجوي ؛
انبعاث الملوثات العضوية المسببة للسرطان.
ومع ذلك ، وعلى عكس الأضرار البيئية التي لحقت بها ، تقوم العديد من الشركات التي تقوم بإنتاج الحديد الخام بزراعة الأشجار التي ستستخدم في إنتاج الفحم النباتي. تستخدم هذه الأشجار في عملية التمثيل الضوئي جزءًا من ثاني أكسيد الكربون المتكون في إنتاج الحديد الخام.
بي ديوغو لوبيز دياس
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/producao-ferro-gusa.htm
