O que está envolvido na produção de ferro esponja?
A produção de ferro esponja é uma técnica de purificação de minério de ferro, reagindo com misturas gasosas para remover o oxigênio através de um processo de redução. O minério de ferro do solo é um composto químico de ferro e oxigênio chamado óxido férrico, que é semelhante à ferrugem. Em temperaturas acima de 10007deg (C), o oxigênio molecular pode ser removido do ferro passando misturas de hidrogênio e gás monóxido de carbono pelo minério, o que reduz o minério a um ferro purificado.
São necessárias altas temperaturas para liberar quimicamente o oxigênio do ferro e permitir que ele reaja com o hidrogênio e o monóxido de carbono para formar água e dióxido de carbono. A produção de ferro esponja pode ocorrer em diferentes tipos de reatores, mas um método típico é usar um forno rotativo horizontal. Este equipamento é um tambor aquecido horizontal, colocado em um leve ângulo em relação ao nível, o que permite que o minério de ferro se mova lentamente de uma extremidade à outra à medida que o tambor gira. O tambor é aquecido e os gases passam pelo centro do tambor, permitindo a redução de oxigênio.
A produção de esponja de ferro pode usar minério de ferro de tamanhos variados, com a maioria dos minérios alimentando o forno sendo dimensionada de pedaços a pelotas. O controle de temperatura do forno é importante, porque o ferro não deve ser aquecido a temperaturas de fusão, apenas aos níveis necessários para liberar oxigênio. O ferro que sai de um processo de produção de ferro-esponja contém apenas algumas porcentagens de impurezas, incluindo algumas pequenas quantidades de outros metais encontrados no minério de ferro.
Alta pureza e custos operacionais relativamente baixos tornam o ferro-esponja uma matéria-prima importante para a produção de aço. Os altos-fornos e outros equipamentos de produção de aço exigem altas temperaturas e outros produtos químicos para remover impurezas, tornando a produção de ferro-esponja importante para abastecer o alto-forno. A eficiência do alto-forno é aprimorada pela redução do conteúdo de oxigênio do minério antes da adição, tornando o ferro-esponja uma matéria-prima mais eficiente do que o minério não processado.
O ferro esponja pode ser purificado ainda mais após o passo da reação de redução, passando o ferro resfriado através de separadores magnéticos. O ferro pode ser atraído para um ímã; portanto, uma vez que o minério sai do reator, os ímãs podem puxar o ferro esponja para longe de qualquer impureza. Essa etapa pode ser importante quando o carvão é usado como meio redutor, porque o carvão reagido pode conter carvão não metálico e outras impurezas. Removê-los melhorará ainda mais a eficiência do alto-forno e exigirá menos processamento nas etapas posteriores.