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Pirometalurgia del Hierro

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Transcript of Pirometalurgia del Hierro

Metalurgia Ciencia y tecnología de la extracción de metales 1. Explotación mina
2. Concentración mena
Por diferencias de propiedades entre el mineral y la ganga
3. Diversos procesos (en general de reducción) para obtener el metal con la pureza adecuada.

Procesos metalúrgicos:
Pirometalurgia
Hidrometalurgia
Electrometalurgia

4. Mezclado para obtener aleaciones Pirometalurgia del Hierro: Pirometalurgia: procesos que involucran altas temperaturas
La reducción del hierro en le alto horno es la operación pirometalúrgica más importante Minerales: Cuerpos inorgánicos naturales sólidos a temperatura ambiente Fuentes más importantes para la reducción del Hierro
Hematita Fe2O3 Magnetiga Fe3O4 Alto Horno (60 m) Se trabaja en forma continua
Por arriba se alimenta con mineral de hierro, coque, y piedra caliza (CaCO3)
El coque es el combustible y aporta los gases reductores CO y H2

2C(s) + O2 (g) → 2CO (g) ΔH= -221kJ Exotérmica

C(s) + H2O (g) → CO (g) + H2 (g) ΔH= 131kJ Endotérmica

La concentración de agua se utiliza para controlar la temperatura del horno
La caliza aporta el óxido de al para la formación de escoria (capa por arriba del hierro fundido formado por minerales de silicatos fundidos que pueden contener fosfatos, fluoruros, etc)
Al calentarse se descompone según:

CaCO3 → CaO(s) + CO2(g) 2 capas de fundición

Hierro fundido y escoria

Hierro
Fe3O4 (s) + 4CO(g) → 3Fe(s) + 4CO2(g) ΔH= -15kJ

Fe3O4(s) + 4H2(g) → 3Fe (s) + 4H2O (g) ΔH= 150kJ

Fe2O3 (s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g)

Fe2O3(s) + 3H2(g) → 2Fe (s) + 3H2O (g) Escoria
El óxido de calcio proveniente de la calcita reacciona con sílice

CaO(l) +SiO2(l) → CaSiO3(l) 2 kg de mena
1 kg coque
0,3 kg caliza
1,5 kg de aire

producen 1kg de hierro (arrabio o hierro crudo) Arrabio:
Fe(l) 92%
C 3-4 %
Si, Mn, P
S
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