लिमोनाइट अयस्क से लोहा कैसे निकाला जाता है?

2025-08-15

लोहे को लिमोनाइट अयस्क से खनन, संकेन्द्रण और धातुकर्म की एक श्रृंखला प्रक्रियाओं के माध्यम से निकाला जाता है। लिमोनाइट ((FeO(OH)·nH₂O)) एक जलयोजित लोहे का ऑक्साइड है जिसमें आमतौर पर सिलिका, मिट्टी और अन्य खनिज जैसे अशुद्धियाँ होती हैं। नीचे प्रक्रिया का एक रूपरेखा दिया गया है:

1. खनन और तैयारी

लिग्नाइट खदानों से, खुली खदान या भूमिगत खदानों से निकाला जाता है। फिर अयस्क को आगे की प्रक्रिया को सुगम बनाने के लिए छोटे टुकड़ों में कुचल दिया जाता है।

2. लिग्नाइट अयस्क का संकेन्द्रण

लिग्नाइट में अक्सर सिलिका, एल्यूमिना और अन्य अवांछित पदार्थ जैसे अशुद्धियाँ होती हैं। लोहे की मात्रा बढ़ाने के लिए, अयस्क निम्नलिखित संकेन्द्रण प्रक्रियाओं से गुजरता है:

• धुलाई और छानबीन: ढीली मिट्टी और अशुद्धियों को हटाता है।
• गुरुत्वीय पृथक्करण: भारी लोहे युक्त कणों को हल्की अशुद्धियों से घनत्व अंतर के आधार पर अलग किया जाता है।
• चुंबकीय पृथक्करण (यदि लागू हो): गैर-चुंबकीय अशुद्धियों को हटाता है, क्योंकि लिमानिट कमजोर रूप से चुंबकीय होता है।

3. भर्जन (वैकल्पिक)

कुछ मामलों में, लिमानिट अयस्क को पानी को हटाने और कार्बोनेट और सल्फाइड जैसी अशुद्धियों को दूर करने के लिए गलाने से पहले भर्ज किया जाता है। भर्जन के दौरान, जलयोजित लिमानिट ((FeO(OH)·nH_2O)) को हेमेटाइट ((Fe2O3)) या मैग्नेटाइट ((Fe3O4)) में परिवर्तित किया जाता है:

[2FeO(OH) → Fe2O3 + H2O]

4. ब्लास्ट फर्नेस में अपचयन

सांद्रित लिमानिट अयस्क को फिर धात्विक लोहे को निकालने के लिए एक ब्लास्ट फर्नेस में अपचयित किया जाता है। इस प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

क) भट्टी चार्ज करना:

• भट्टी में लिग्नाइट अयस्क, कोक (कार्बन स्रोत), और चूना पत्थर (CaCO₃) जैसे फ्लक्स पदार्थ की परतें लदी जाती हैं।

ख) दहन और अपचयन:

• गर्म हवा की उपस्थिति में कोक जलकर कार्बन डाइऑक्साइड ((CO_2)) बनाता है, जो और कोक के साथ क्रिया करके कार्बन मोनोऑक्साइड ((CO)) बनाता है:

\[C + O_2 → CO_2\]\[CO_2 + C → 2CO\]

• कार्बन मोनोऑक्साइड एक अपचायक कारक के रूप में कार्य करता है, लिमोनाइट अयस्क में लौह ऑक्साइड को धात्विक लोहे में बदल देता है:

\[Fe_2O_3 + 3CO → 2Fe + 3CO_2\]

ग) स्लैग का निर्माण:

• चूना पत्थर का विघटन करके चूना ((CaO)) बनता है, जो सिलिका ((SiO_2)) जैसी अशुद्धियों के साथ क्रिया करके स्लैग ((CaSiO_3)) बनाता है:

\[CaCO_3 → CaO + CO_2\]\[CaO + SiO_2 → CaSiO_3\]

स्लैग पिघले हुए लोहे की सतह पर तैरता है और उसे हटा दिया जाता है।

घ) लोहे को निकालना:

• पिघला हुआ लोहा भट्टी के नीचे से निकाला जाता है और पिग आयरन बनाने के लिए सांचों में ढाला जाता है।

5. शोधन (वैकल्पिक)

उत्पादित पिग आयरन में कार्बन की मात्रा कम करने और अन्य अशुद्धियों को दूर करने के लिए और शोधन किया जा सकता है, जिससे स्टील या लोहा बनता है।

मुख्य अभिक्रियाओं का सारांश:

1. निर्जलीकरण: (FeO(OH)·nH₂O → Fe₂O₃)
2. अपचयन: (Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂)
3. स्लैग निर्माण: (CaO + SiO₂ → CaSiO₃)

यह प्रक्रिया लिमोनाइट अयस्क को उपयोगी लोहे में बदल देती है, जिसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए और संसाधित किया जा सकता है।

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