Qu'est-ce qui est impliqué dans la production de fer éponge?

La production de fer spongieux est une technique de purification du minerai de fer par réaction avec des mélanges de gaz afin d'éliminer l'oxygène via un processus de réduction. Le minerai de fer provenant du sol est un composé chimique de fer et d'oxygène appelé oxyde de fer, qui s'apparente à la rouille. À des températures supérieures à 1800 ° F (10007 ° C), l'oxygène moléculaire peut être éliminé du fer en faisant passer des mélanges d'hydrogène et de monoxyde de carbone dans le minerai, ce qui réduit le minerai en un fer purifié.

Des températures élevées sont nécessaires pour libérer chimiquement l'oxygène du fer et lui permettre de réagir avec l'hydrogène et le monoxyde de carbone pour former de l'eau et du dioxyde de carbone. La production de fer spongieux peut se produire dans différents types de réacteurs, mais une méthode typique consiste à utiliser un four rotatif horizontal. Cet équipement est un tambour chauffant horizontal placé à un angle faible par rapport au niveau, ce qui permet au minerai de se déplacer lentement d'un bout à l'autre lorsque le tambour tourne. Le tambour est chauffé et les gaz passent à travers le centre du tambour, permettant ainsi la réduction de l'oxygène.

La production de fer spongieux peut utiliser du minerai de fer de différentes tailles, la plus grande partie du minerai alimentant le four étant calibrée des morceaux aux granulés. Le contrôle de la température du four est important, car le fer à repasser ne doit pas être chauffé à la température de fusion, mais uniquement au niveau requis pour libérer de l'oxygène. Le fer sortant d'un processus de production de fer éponge ne contient que quelques pour cent d'impuretés, y compris quelques petites quantités d'autres métaux présents dans le minerai de fer.

La pureté élevée et les coûts d’exploitation relativement bas font de l’éponge de fer une matière première importante pour la production d’acier. Les hauts fourneaux et autres équipements de production d'acier nécessitent des températures élevées et d'autres produits chimiques pour éliminer les impuretés, ce qui rend la production de fer spongieux importante pour alimenter le haut fourneau. L'efficacité du haut fourneau est améliorée en réduisant la teneur en oxygène du minerai avant de l'ajouter, faisant de l'éponge de fer une matière première plus efficace que le minerai non traité.

Le fer spongieux peut encore être purifié après l’étape de la réaction de réduction en faisant passer le fer refroidi à travers des séparateurs magnétiques. Le fer peut être attiré par un aimant. Ainsi, une fois que le minerai a quitté le réacteur, les aimants peuvent éloigner l'éponge de fer des impuretés. Cette étape peut être importante lorsque le charbon est utilisé comme agent réducteur, car le charbon ayant réagi peut contenir du charbon non métallique et d'autres impuretés. Leur suppression améliorera encore l'efficacité du haut fourneau et nécessitera moins de traitement dans les étapes ultérieures.