Extractia fierului prin procesul cuptorului cu furnal

Extractia fierului prin procesul cuptorului cu furnal

Fierul nu exista pe Pamant in forma sa elementala, ci sub forma de oxizi si sulfuri in minereurile de fier. Acestea sunt materiile prime pentru extractia tehnica a fontei in furnalul blast.

Furnalul blast functioneaza la temperatura de 1900 °C pentru a topi fierul din minereurile de fier. Pentru a atinge aceasta temperatura, se foloseste carbunele cocs (nu carbunele) ca combustibil, iar focul din interiorul furnalului este alimentat cu aer fierbinte la 1200 °C – 1300 °C. Ca aditiv, se adauga var, care ajuta la eliminarea impuritatilor. Furnalul blast este alimentat de sus, astfel incat se formeaza straturi alternative de cocs si minereuri de fier. Cea mai inalta temperatura se atinge in partea de jos a furnalului. Fierul lichid, deasupra caruia pluteste zgura, se acumuleaza la baza furnalului.

La fiecare doua sau trei ore, furnalul este “descarcat”. Mai intai, zgura este lasata sa curga, apoi fierul porcin, de culoare galben stralucitor la aproximativ 1450 °C. Gazele toxice rezultate (gazele furnalului blast) sunt colectate, trecute printr-un sistem de purificare si folosite pentru a incalzi aerul de alimentare al furnalului.

Detalii Tehnice ale Experimentului:

Experimentul Extractia fierului prin procesul cuptorului cu furnal foloseste un model de furnal blast pentru a demonstra reducerea minereului de fier intr-un mod similar cu procesul la scara industriala. In functie de minereul folosit si conditiile de reactie (temperatura, alimentare cu aer, aditivi), produsul de reactie rezultat este o amestec de proportii diferite de zgura, minereu de fier partial redus (Fe3O4) si fier metalic.

Relevanta Academica:

Acest experiment furnizeaza o intelegere practica a procesului complex de extractie a fierului la scara industriala. Prin simularea unui furnal blast, studentii pot vedea in actiune principiile fundamentale ale reactiilor chimice, precum si importanta reactiilor redox in context industrial. De asemenea, experimentul ofera ocazia de a intelege conceptele practice ale conversiei materialelor si a extractiei metalelor din resursele naturale.

Experimentul dezvolta intelegerea studentilor despre procesele industriale complexe si ii expune la principiile practice ale chimiei si metalurgiei. Aceasta experienta practica ii pregateste pentru intelegerea proceselor complexe care stau la baza producerii fontei si a altor metale, jucand astfel un rol esential in educatia lor stiintifica.