Τι εμπλέκεται στην παραγωγή σιδήρου σφουγγαριού;

Η παραγωγή σιδήρου σφουγγαριού είναι μια τεχνική καθαρισμού σιδηρομεταλλεύματος αντιδρώντας το με μείγματα αερίου για την απομάκρυνση του οξυγόνου μέσω μιας διαδικασίας μείωσης.Το σιδηρομετάλλευμα από το έδαφος είναι μια χημική ένωση σιδήρου και οξυγόνου που ονομάζεται οξείδιο του σιδήρου, το οποίο είναι παρόμοιο με τη σκουριά.Σε θερμοκρασίες άνω του 1800 deg (10007deg, C), το μοριακό οξυγόνο μπορεί να απομακρυνθεί από το σίδηρο περνώντας μείγματα υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα μέσω του μεταλλεύματος, το οποίο μειώνει το μεταλλεύμα σε καθαρισμένο σίδηρο.Ξεκλειδώστε το οξυγόνο από το σίδηρο και αφήστε το να αντιδράσει με το μονοξείδιο του υδρογόνου και του άνθρακα για να σχηματίσει νερό και διοξείδιο του άνθρακα.Η παραγωγή σιδήρου σφουγγαριού μπορεί να εμφανιστεί σε διαφορετικούς τύπους αντιδραστήρων, αλλά μια τυπική μέθοδος είναι η χρήση ενός οριζόντιου περιστροφικού κλιβάνου.Αυτός ο εξοπλισμός είναι ένα οριζόντιο θερμαινόμενο τύμπανο τοποθετημένο σε ελαφριά γωνία από το επίπεδο, το οποίο επιτρέπει στο σιδηρομετάλλευμα να μετακινεί αργά από το ένα άκρο στο άλλο καθώς περιστρέφεται το τύμπανο.Το τύμπανο θερμαίνεται και τα αέρια περνούν μέσω του κέντρου του τυμπάνου, επιτρέποντας τη μείωση του οξυγόνου.

Η παραγωγή σιδήρου σφουγγαριού μπορεί να χρησιμοποιήσει σιδηρομετάλλευμα μεταβαλλόμενων μεγεθών, με τα περισσότερα μεταλλεύματα να τροφοδοτούν τον κλιβέρ να έχουν μέγεθος από κομμάτια σε σφαιρίδια.Ο έλεγχος της θερμοκρασίας του κλιβάνου είναι σημαντικός, επειδή ο σίδηρος δεν πρέπει να θερμαίνεται στις θερμοκρασίες τήξης, μόνο σε επίπεδα που απαιτούνται για την απελευθέρωση του οξυγόνου.Ο σίδηρος που αφήνει μια διαδικασία παραγωγής σιδήρου σφουγγαριού περιέχει μόνο λίγα ποσοστά ακαθαρσιών, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων μικρών ποσοτήτων άλλων μετάλλων που βρίσκονται στο σιδηρομετάλλευμα.

Η υψηλή καθαρότητα και το σχετικά χαμηλό λειτουργικό κόστος καθιστούν το σφουγγάρι σιδήρου μια σημαντική πρώτη ύλη για την παραγωγή χάλυβα.Οι υψικαμίνοι και ο άλλος εξοπλισμός παραγωγής χάλυβα απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες και άλλες χημικές ουσίες για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών, καθιστώντας την παραγωγή σφουγγαριού που είναι σημαντική για την προμήθεια του υψικαμίνου.Η αποτελεσματικότητα του υψικαμίνου βελτιώνεται μειώνοντας την περιεκτικότητα σε οξυγόνο του μεταλλεύματος πριν από την προσθήκη του, καθιστώντας το σφουγγάρι σίδηρο μια πιο αποτελεσματική πρώτη ύλη από το μη επεξεργασμένο μεταλλεύμα.Ψύχεται σίδερο μέσω μαγνητικών διαχωριστών.Ο σίδηρος μπορεί να προσελκύεται από έναν μαγνήτη, οπότε μόλις το μεταλλεύμα φεύγει από τον αντιδραστήρα, οι μαγνήτες μπορούν να τραβήξουν το σίδερο σφουγγαριού μακριά από τυχόν ακαθαρσίες.Αυτό το βήμα μπορεί να είναι σημαντικό όταν ο άνθρακας χρησιμοποιείται ως μέσο αναγωγής, επειδή ο αντιδρασμένος άνθρακας μπορεί να περιέχει μη μεταλλικό άνθρακα και άλλες ακαθαρσίες.Η αφαίρεση τους θα βελτιώσει περαιτέρω την αποτελεσματικότητα του υψικαμίνου και θα απαιτήσει λιγότερη επεξεργασία σε μεταγενέστερα βήματα.