Производство чугуна и стали

• Производство чугуна (доменный процесс):

  • сырьё: магнетит Fe₃O₄, гематит Fe₂O₃ и бурый железняк Fe₂O₃⋅nH₂O;
  • сжигание угля, кокса до температуры 1850 °С: С + О₂ = СО₂↑ + Q кДж
  • образование СО для восстановления железа: СО₂ + С = 2СО↑
  • восстановление железа из руды: Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂↑
  • добавление флюсов: СаСО₃ = СаО + СО₂↑, СаО + SiO₂ = CaSiO₃
• Производство стали из чугуна и железного лома:

  • окисление примесей: 2С + О₂ = 2СО, Si + O₂ = SiO₂, S + O₂ = SO₂

Mn + O₂ = 2MnO₂, 4P + 5O₂ = 2P₂O₅, 2Fe + O₂ = 2FeO

• регенерация железа: C + FeO = Fe + CO₂↑, Si + 2FeO = 2Fe + SiO₂

Mn + FeO = Fe + MnO, 2P + 5FeO = 5Fe + P₂O₅

• связывание оксидов в шлак:

SiO₂ + CaO = CaSiO₃, P₂O₅ + 3CaO = Ca₃(PO₄)₂, MnO + SiO₂ = MnSiO₃

• Способы производства стали: кислородно-конверторный; мартеновский; в электропечах.
• Экологические проблемы: истощение природных ресурсов, деградация земель в местах добычи руды, складирования шлаков, сжигание углеводородного сырья, выбросы оксидов углерода, тепловое загрязнение.