हेमेटाइट अयस्क से लोहा कैसे निकाला जाता है?

2025-08-07

लौह अयस्क ((Fe_2O_3)) से लौह धातु को ब्लास्ट भट्टी में कई रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं के माध्यम से निकाला जाता है। हेमेटाइट इस्पात निर्माण उद्योग में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला लौह अयस्क है क्योंकि इसमें लौह की मात्रा अधिक होती है। नीचे लौह निष्कर्षण प्रक्रिया का एक विस्तृत चरण-दर-चरण विवरण दिया गया है:

1. अयस्क की सांद्रता

निष्कर्षण से पहले, हेमेटाइट अयस्क को रेत और मिट्टी जैसी अशुद्धियों को हटाने के लिए केंद्रित किया जाता है। यह इस तरह की प्रक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है:

• कुचलना और पीसना: अयस्क को छोटे टुकड़ों में कुचला जाता है।
• गुरुत्वीय पृथक्करण: भारी हेमेटाइट कणों को हल्की अशुद्धियों से अलग किया जाता है।
• चुंबकीय पृथक्करण: यदि चुंबकीय अशुद्धियाँ मौजूद हैं, तो उन्हें हटा दिया जाता है।

2. कलना या भर्जन

सान्द्रित अयस्क को हवा की उपस्थिति में गर्म किया जाता है ताकि नमी और वाष्पशील अशुद्धियाँ जैसे कार्बन डाइऑक्साइड ((CO_2)) और सल्फर डाइऑक्साइड ((SO_2)) को हटाया जा सके:\[2Fe_2O_3 \cdot xH_2O \rightarrow 2Fe_2O_3 + xH_2O \, (गैस)\]

इस चरण में अयस्क को अपचयन के लिए तैयार किया जाता है।

3. ब्लास्ट फर्नेस में अपचयन

लोहे का निष्कर्षण एकब्लास्ट फर्नेसमें होता है, जो एक लंबा, बेलनाकार ढांचा होता है जहाँ निम्नलिखित चरण होते हैं:

क. कच्चे माल जोड़ना

• हेमेटाइट ((Fe₂O₃)): लोहे का अयस्क।
• कोक (C): एक अपचायक एजेंट और ईंधन के रूप में कार्य करता है।
• चूना पत्थर ((CaCO₃)): स्लैग बनाकर अशुद्धियों को दूर करता है।
• गर्म हवा: उच्च तापमान (~1900°C) बनाए रखने के लिए भट्टी में उड़ाई जाती है।

ये पदार्थ भट्टी के ऊपर से डाले जाते हैं।

रासायनिक अभिक्रियाएँ

मुख्य अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:

1. कॉक का दहन: गर्म हवा से ऑक्सीजन की उपस्थिति में कोक जलकर ऊष्मा और कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करता है: \[C + O_2 \rightarrow CO_2\]

2. कार्बन मोनोऑक्साइड का निर्माण: कार्बन डाइऑक्साइड अतिरिक्त कोक के साथ अभिक्रिया करके कार्बन मोनोऑक्साइड बनाता है: \[CO_2 + C \rightarrow 2CO\]

3. लौह अयस्क का अपचयन: कार्बन मोनोऑक्साइड हेमेटाइट को लोहे में अपचयित करता है: \[Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2\] वैकल्पिक रूप से, उच्च तापमान पर कार्बन द्वारा सीधी अपचयन भी होता है: \[Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO\]

ग. स्लैग का निर्माण

चूना पत्थर ((CaCO₃)) कैल्सियम ऑक्साइड ((CaO)) और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित होता है: \[CaCO₃ → CaO + CO₂\]

कैल्सियम ऑक्साइड, अयस्क में सिलिका ((SiO₂) और अन्य अशुद्धियों के साथ अभिक्रिया करके स्लैग ((CaSiO₃)) बनाता है: \[CaO + SiO₂ → CaSiO₃\]

स्लैग, पिघले हुए लोहे से हल्का होने के कारण, ऊपर तैरता है और निकाल दिया जाता है।

4. पिघले हुए लोहे का संग्रहण

पिघला हुआ लोहा, जिसे कच्चा लोहा भी कहते हैं, भट्टी के तल पर एकत्रित होता है। इसे निकाल लिया जाता है और आगे स्टील या कच्चे लोहे में संसाधित किया जा सकता है।

प्रतिक्रियाओं का सारांश

1. दहन: ( C + O₂ → CO₂)
2. अपचयन: ( Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂)
3. स्लैग निर्माण: ( CaO + SiO₂ → CaSiO₃)

5. अंतिम शुद्धिकरण

प्राप्त लोहे में कार्बन, सिलिकॉन और फास्फोरस जैसी अशुद्धियाँ होती हैं। इसे एक बेसिक ऑक्सीजन भट्टी या एक इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी में परिष्कृत करके इस्पात बनाया जाता है।

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