如何从赤铁矿中提取铁？

2025年8月7日

铁从赤铁矿（Fe₂O₃）中通过高炉一系列的化学和物理过程提取。赤铁矿是钢铁工业中使用最广泛的铁矿石，因为它铁含量高。以下是提取过程的详细步骤说明：

1. 矿石富集

提取前，需要将赤铁矿富集，以去除砂和粘土等杂质。这通过以下过程实现：

• 破碎和磨细: 将矿石粉碎成小块。
• 重选: 将重的赤铁矿颗粒与较轻的杂质分离。
• 磁选如果存在磁性杂质，则将其去除。

2. 煅烧或焙烧

浓缩矿石在空气中加热，以除去水分和挥发性杂质，如二氧化碳 (CO₂ ) 和二氧化硫 (SO₂ )： \[2Fe₂O₃·xH₂O → 2Fe₂O₃ + xH₂O （气）\]

这一步准备矿石进行还原。

3. 高炉还原

铁的提取发生在高炉中，这是一个高大的圆柱形结构，其中发生以下步骤：

a. 原料添加

• 赤铁矿 ((Fe₂O₃)): 铁矿石。
• 焦炭 (C): 作为还原剂和燃料。
• 石灰石 ((CaCO₃)): 通过形成炉渣去除杂质。
• 热空气: 吹入炉内以维持高温（~1900°C）。

这些材料从炉顶添加。

b. 化学反应

主要反应如下：

1. 焦炭燃烧：焦炭在热空气中的氧气作用下燃烧，产生热量和二氧化碳： \[C + O_2 \rightarrow CO_2\]

2. 一氧化碳的形成：二氧化碳与过量的焦炭反应生成一氧化碳： \[CO_2 + C \rightarrow 2CO\]

3. 铁矿石的还原：一氧化碳将赤铁矿还原成铁： \[Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2\]或者，在高温下也可以通过碳直接还原： \[Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO\]

炉渣形成

碳酸钙 (CaCO₃) 分解成氧化钙 (CaO) 和二氧化碳： CaCO₃ → CaO + CO₂

氧化钙与二氧化硅 (SiO₂ )和其他矿物杂质反应生成矿渣 (CaSiO₃)： [CaO + SiO₂ → CaSiO₃]

炉渣比熔铁轻，漂浮在上面并被清除。

4. 熔铁的收集

熔铁，也称为生铁，聚集在炉底。它被抽取出来，可以进一步加工成钢或铸铁。

反应总结

1. 燃烧：( C + O₂ → CO₂ )
2. 还原：( Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ )
3. 炉渣形成：( CaO + SiO₂ → CaSiO₃ )

5. 最终净化

获得的生铁含有碳、硅和磷等杂质。它在 (此处需要补充句子，因为原文中断)转炉 或 (huò) 电弧炉 生产钢铁

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