Cosa comporta la produzione di ferro spugnoso?
La produzione di ferro spugnoso è una tecnica di purificazione del minerale di ferro mediante reazione con miscele di gas per rimuovere l'ossigeno attraverso un processo di riduzione. Il minerale di ferro da terra è un composto chimico di ferro e ossigeno chiamato ossido ferrico, che è simile alla ruggine. A temperature superiori a 1800 ° F (10007 ° C; C), l'ossigeno molecolare può essere rimosso dal ferro facendo passare miscele di idrogeno e monossido di carbonio attraverso il minerale, il che riduce il minerale a un ferro purificato.
Sono necessarie temperature elevate per sbloccare chimicamente l'ossigeno dal ferro e consentirgli di reagire con l'idrogeno e il monossido di carbonio per formare acqua e anidride carbonica. La produzione di ferro spugnoso può avvenire in diversi tipi di reattori, ma un metodo tipico è quello di utilizzare un forno rotante orizzontale. Questa apparecchiatura è un tamburo riscaldato orizzontale posizionato con una leggera inclinazione rispetto al livello, che consente al minerale di ferro di spostarsi lentamente da un'estremità all'altra mentre il tamburo ruota. Il tamburo viene riscaldato e i gas vengono fatti passare attraverso il centro del tamburo, consentendo la riduzione dell'ossigeno.
La produzione di ferro spugnoso può utilizzare minerale di ferro di varie dimensioni, con la maggior parte del minerale che alimenta il forno essendo dimensionato da pezzi a pellet. Il controllo della temperatura del forno è importante, perché il ferro non deve essere riscaldato a temperature di fusione, solo ai livelli necessari per rilasciare ossigeno. Il ferro che lascia un processo di produzione del ferro spugnoso contiene solo un po 'di impurità, comprese alcune piccole quantità di altri metalli presenti nel minerale di ferro.
L'elevata purezza e i costi operativi relativamente bassi rendono il ferro spugnoso una materia prima importante per la produzione di acciaio. Gli altiforni e altre attrezzature per la produzione di acciaio richiedono alte temperature e altri prodotti chimici per rimuovere le impurità, rendendo importante la produzione di ferro spugnoso per fornire l'altoforno. L'efficienza dell'altoforno viene migliorata riducendo il contenuto di ossigeno del minerale prima di aggiungerlo, rendendo il ferro spugnoso una materia prima più efficiente del minerale non trasformato.
Il ferro spugnoso può essere purificato ulteriormente dopo la fase di reazione di riduzione, facendo passare il ferro raffreddato attraverso separatori magnetici. Il ferro può essere attratto da un magnete, quindi una volta che il minerale lascia il reattore, i magneti possono estrarre il ferro spugnoso da qualsiasi impurità. Questo passaggio può essere importante quando il carbone viene utilizzato come mezzo riducente, poiché il carbone reagito può contenere carbone non metallico e altre impurità. La loro rimozione migliorerà ulteriormente l'efficienza dell'altoforno e richiederà una minore lavorazione nelle fasi successive.