Wat houdt de productie van sponsijzer in?
Sponsijzerproductie is een techniek om ijzererts te zuiveren door het te laten reageren met gasmengsels om zuurstof te verwijderen via een reductieproces. IJzererts uit de grond is een chemische verbinding van ijzer en zuurstof, ijzeroxide genoemd, dat vergelijkbaar is met roest. Bij temperaturen boven 1800 ° F (10007 graden; C) kan moleculaire zuurstof uit het ijzer worden verwijderd door mengsels van waterstof en koolmonoxidegas door het erts te leiden, waardoor het erts wordt gereduceerd tot een gezuiverd ijzer.
Hoge temperaturen zijn nodig om de zuurstof uit het ijzer chemisch te ontgrendelen en te laten reageren met de waterstof en koolmonoxide om water en koolstofdioxide te vormen. De productie van sponsijzer kan in verschillende soorten reactoren voorkomen, maar een typische methode is om een horizontale draaioven te gebruiken. Deze apparatuur is een horizontaal verwarmde trommel die onder een kleine hoek van het niveau is geplaatst, waardoor het ijzererts langzaam van het ene uiteinde naar het andere kan bewegen terwijl de trommel roteert. De trommel wordt verwarmd en gassen worden door het midden van de trommel geleid, waardoor de zuurstofreductie kan optreden.
Bij de productie van sponsijzer kan ijzererts van verschillende grootte worden gebruikt, waarbij het meeste erts de oven van brokken tot pellets voedt. Temperatuurregeling van de oven is belangrijk, omdat het ijzer niet mag worden verwarmd tot smelttemperaturen, alleen tot niveaus die nodig zijn om zuurstof vrij te geven. Het ijzer dat een sponsijzerproductieproces verlaat, bevat slechts een paar procent onzuiverheden, waaronder enkele kleine hoeveelheden andere metalen die in het ijzererts worden aangetroffen.
Hoge zuiverheid en relatief lage bedrijfskosten maken sponsijzer tot een belangrijke grondstof voor de staalproductie. Hoogovens en andere staalproductieapparatuur vereisen hoge temperaturen en andere chemicaliën om onzuiverheden te verwijderen, waardoor de productie van sponsijzer belangrijk is voor de levering van de hoogoven. De efficiëntie van de hoogoven wordt verbeterd door het zuurstofgehalte van het erts te verlagen voordat het wordt toegevoegd, waardoor sponsijzer een efficiëntere grondstof is dan onbewerkt erts.
Sponsijzer kan verder worden gezuiverd na de reductiereactiestap, door het gekoelde ijzer door magnetische scheiders te leiden. IJzer kan worden aangetrokken door een magneet, dus zodra het erts de reactor verlaat, kunnen magneten het sponsijzer wegtrekken van eventuele onzuiverheden. Deze stap kan belangrijk zijn wanneer steenkool wordt gebruikt als het reductiemedium, omdat de gereageerde steenkool niet-metalen houtskool en andere onzuiverheden kan bevatten. Het verwijderen ervan zal de efficiëntie van de hoogoven verder verbeteren en in latere stappen minder verwerking vereisen.