معادلات استخلاص الحديد من خام الهيماتيت؟
إجابة الطالب المختصرة من خلال موقع بوابة الإجابات هي
Fe2O3+3C→2Fe+3CO2
عملية استخلاص الحديد من خام الهيماتيت (Fe₂O₃) تتم بشكل أساسي في فرن عالٍ (Blast Furnace). إليك أهم المعادلات الكيميائية التي تحدث خلال هذه العملية:
**1. إنتاج أول أكسيد الكربون (CO) - العامل المختزل:**
* يتم إدخال فحم الكوك (C) إلى الفرن العالي، حيث يتفاعل مع الأكسجين (O₂) الموجود في الهواء الساخن المدفوع إلى الفرن لإنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO₂):
```
C(s) + O₂(g) → CO₂(g)
```
* يتفاعل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) مع المزيد من فحم الكوك (C) لإنتاج أول أكسيد الكربون (CO)، وهو العامل المختزل الرئيسي:
```
CO₂(g) + C(s) → 2CO(g)
```
**2. اختزال أكسيد الحديد (الهيماتيت) بواسطة أول أكسيد الكربون (CO):**
* يصعد أول أكسيد الكربون (CO) إلى أعلى الفرن حيث يتفاعل مع الهيماتيت (Fe₂O₃) ويختزله إلى أكسيد الحديد المغناطيسي (Fe₃O₄):
```
3Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2Fe₃O₄(s) + CO₂(g)
```
* يختزل أكسيد الحديد المغناطيسي (Fe₃O₄) إلى أكسيد الحديدوز (FeO):
```
Fe₃O₄(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO₂(g)
```
* أخيرًا، يختزل أكسيد الحديدوز (FeO) إلى الحديد المنصهر (Fe):
```
FeO(s) + CO(g) → Fe(l) + CO₂(g)
```
**3. استخدام الحجر الجيري (CaCO₃) لإزالة الشوائب:**
* يتحلل الحجر الجيري بالحرارة إلى أكسيد الكالسيوم (CaO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂):
```
CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
```
* يتفاعل أكسيد الكالسيوم (CaO) مع الشوائب الحمضية مثل السيليكا (SiO₂) والألومينا (Al₂O₃) لتكوين خبث (Slag) والذي يطفو فوق الحديد المنصهر ويسهل فصله:
```
CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(l) (سيليكات الكالسيوم - الخبث)
CaO(s) + Al₂O₃(s) → Ca(AlO₂)₂(l) (ألومينات الكالسيوم - الخبث)
```
**ملخص العملية:**
بشكل مبسط، يمكن تلخيص عملية استخلاص الحديد من الهيماتيت بالمعادلة التالية:
```
Fe₂O₃(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO₂(g)
```
**ملاحظات هامة:**
* الفرن العالي يعمل عند درجات حرارة عالية جدًا.
* الغازات الناتجة (خاصة ثاني أكسيد الكربون) يتم جمعها واستخدامها كمصدر للطاقة.
* الحديد الناتج في الفرن العالي يسمى "حديد الخنزير" (Pig Iron) ويحتوي على نسبة عالية من الكربون والشوائب الأخرى. يجب معالجته لاحقًا لإنتاج أنواع مختلفة من الصلب.
آمل أن يكون هذا الشرح مفيدًا!
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال معادلات استخلاص الحديد من خام الهيماتيت اترك تعليق فورآ.
