Как извлекается железо из гематитовой руды?

7 августа 2025 г.

Железо извлекается из руды гематита ((Fe₂O₃)) в доменной печи посредством ряда химических и физических процессов. Гематит является наиболее распространенной рудой железа в сталелитейной промышленности благодаря высокому содержанию железа. Ниже приведено подробное пошаговое объяснение процесса извлечения:

1. Обогащение руды

Перед извлечением руда гематита обогащается для удаления примесей, таких как песок и глина. Это делается с помощью таких процессов, как:

• Дробление и измельчение: Руда дробится на мелкие куски.
• Гравитационная сепарация: Тяжелые частицы гематита отделяются от более легких примесей.
• Магнитный сепарация: Если присутствуют магнитные примеси, они удаляются.

2. Обжиг

Обогащенная руда нагревается в присутствии воздуха для удаления влаги и летучих примесей, таких как углекислый газ ((CO₂)) и диоксид серы ((SO₂)): \[2Fe₂O₃ ⋅ xH₂O → 2Fe₂O₃ + xH₂O (газ)\]

Этот этап подготавливает руду к восстановлению.

3. Восстановление в доменной печи

Извлечение железа происходит в доменной печи, высокой цилиндрической конструкции, где происходят следующие этапы:

a. Добавление сырья

• Гематит ((Fe₂O₃)): Железная руда.
• Кокс (C): Выступает в качестве восстановителя и топлива.
• Известняк ((CaCO₃)): Удаляет примеси, образуя шлак.
• Горячий воздух: Нагнетается в печь для поддержания высокой температуры (~1900°C).

Эти материалы добавляются сверху печи.

б. Химические реакции

Основные реакции следующие:

1. Сгорание кокса: Кокс сгорает в присутствии кислорода из горячего воздуха, образуя тепло и углекислый газ:\[C + O_2 \rightarrow CO_2\]

2. Образование угарного газа: Углекислый газ реагирует с избытком кокса, образуя угарный газ:\[CO_2 + C \rightarrow 2CO\]

3. Восстановление железной руды: Угарный газ восстанавливает гематит до железа:\[Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2\]В качестве альтернативы, прямое восстановление углеродом также происходит при высоких температурах:\[Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO\]

c. Образование шлака

Известняк ((CaCO₃)) разлагается на оксид кальция ((CaO)) и диоксид углерода: \[CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2\]

Оксид кальция реагирует с кремнеземом ((SiO₂)) и другими примесями в руде, образуя шлак ((CaSiO₃)): \[CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3\]

Шлак, будучи легче расплавленного железа, всплывает на поверхность и удаляется.

4. Сбор расплавленного железа

Расплавленное железо, также называемое чугун, собирается на дне печи. Его сливают, и его можно далее переработать в сталь или чугун.

Резюме реакций

1. Горение: ( C + O₂ → CO₂ )
2. Восстановление: ( Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ )
3. Образование шлака: ( CaO + SiO₂ → CaSiO₃ )

5. Окончательная очистка

Полученный чугун содержит примеси, такие как углерод, кремний и фосфор. Он очищается в основно-кислородном конвертере или в электродуговой печи для получения стали.

Компания «Проминер (Шанхай) Машиностроительная Технология Ко., Лтд.» специализируется на предоставлении комплексных решений по переработке минералов и передовых материалов по всему миру. Наши основные направления включают: переработку золота, обогащение литиевой руды, промышленные минералы. Специализируемся на производстве анодных материалов и переработке графита.

Продукция включает: измельчение и классификацию, разделение и обезвоживание, рафинирование золота, обработку углерода/графита и системы выщелачивания.

Мы предлагаем комплексные услуги, включая проектирование, производство оборудования, монтаж и операционную поддержку, с круглосуточной экспертной консультацией.

Наш веб-сайт: https://www.prominetech.com/
Наш электронный адрес:[email protected]
Наши продажи: +8613918045927 (Ричард), +8617887940518 (Джессика), +8613402000314 (Бруно)