如何从矿石中提取铁？高炉里会发生什么？

如何从矿石中提取铁？这是一个漫长的过程，从浓缩到煅烧开始。浓缩去除水和其他挥发性杂质，例如硫和碳酸盐。该精矿与石灰石 (CaCO 3 ) 和焦炭混合，并从顶部送入高炉。铁的提取是在高炉中进行的。从矿石中提取铁是一个漫长而温和的过程，有助于从矿渣等废料中分离出有用的成分。

高炉里会发生什么反应？

高炉的目的是将精矿通过化学方法还原成液态金属状态。高炉是一个巨大的钢堆，内衬耐火砖，精矿铁矿石、焦炭和石灰石从顶部倾倒，一股热空气吹入底部。所有三种成分均被粉碎成小圆块并混合并放入控制输入的料斗中。

热空气从底部吹出，焦炭燃烧，产生高达约 2200K 的温度。燃烧焦炭提供了该过程所需的大部分热量。在如此高的温度下，可乐与热空气中的氧气发生反应，形成一氧化碳（CO）。二氧化碳和热量现在向上移动并与从顶部流下的原材料相遇。高炉上部的温度远低于底部的2200K。在这部分中，赤铁矿（Fe 2 O 3）和磁铁矿（Fe 3 O 4）被还原为氧化亚铁（FeO）。

高炉中的反应温度为 500 – 800 K，在温度较低的上部，

3Fe2Oз +CO → 2Fe304+CO2

Fe3O4+4CO → 3Fe +4CO2

Fe2Oз +CO → 2FeO +CO2

在 900-1500K时，在熔炉的下部，

C+CO2→2CO

FeO+C0 → Fe +CO2

石灰石也会分解成 CaO，从而以矿渣的形式去除矿石中的硅酸盐杂质。它可以很容易地从铁水中分离出来。高炉生产的铁含有约 3 – 4% 的碳和少量的许多其他杂质，如硫、硅等。这称为生铁。它是一种硬而脆的金属，杂质严重影响其强度。碳似乎在影响铁的脆性和硬度平衡方面发挥着重要作用。为了进一步降低生铁的碳含量，将生铁与铁屑和焦炭一起再次熔化，并进行热空气鼓风。这种铁称为铸铁，含碳量略低，为 2 – 3%。这比生铁还硬。