Niveles de Temperaturas en Un Alto Horno
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Niveles de temperaturas en un alto horno El hierro pertenece a la familia de los metales reactivos. Por lo tanto, se encuentra en la corteza terrestre formando parte de diferentes minerales: hematita (Fe 2 O 3 ), magnetita (Fe 3 O 4 ), pirita (FeS 2 ). El proceso de reducción necesario para su obtención se realiza en un alto horno. El alto horno es una estructura construida en acero revestida con ladrillos refractarios de grandes dimensiones, y puede tener una altura de hasta 60 m y un diámetro de alrededor de 8 m. ¿Cómo funciona? Por la parte superior de la torre se introducen los minerales de hierro en forma de pellets (pequeñas “piedras”), carbón o coke y piedra caliza (CaCO 3 ) como fundente. Desde la parte inferior se agrega aire caliente. La parte superior del horno tiene una temperatura de 250 °C, en la parte central la temperatura es de 900 a 1200 °C y la base del horno llega a los 1700 °C. El gradiente de temperatura permite que se desarrollen diferentes reacciones: Formación de los agentes reductores: C (s) + CO 2 (g) 2 CO (g) → (temperatura > 1700 °C) 2 C (s) + O 2 (g) 2 CO (g) → (temperatura > 1700 °C) Al descender desde la parte superior el carbón o coke reacciona con el oxígeno del aire insuflado desde la parte inferior del horno y se forma CO (g), este gas es el agente reductor. Reducción de los minerales de hierro: 3 CO (g) + Fe 2 O 3 (s) 2 Fe (l) + 3 CO → 2 (g) (temperatura > 900 °C) Los minerales de hierro (óxidos) se reducen formando el metal. Debido a las altas temperaturas que se alcanzan en el horno, este se obtiene fundido. El hierro obtenido se denomina arrabio, contiene un 95% de Fe, 3-4% de C y cantidades variables de otras impurezas. 1. Busquen en la tabla periódica interactiva o en la TP del programa ChemSketch de sus equipos portátiles el punto de fusión del hierro. Formación de escoria para eliminar las impurezas de la mena: CaCO 3 (s) CaO (s) + CO → 2 (g) (temperatura: 800-900 °C) CaO (s) + SiO 2 (s) → CaSiO 3 (l) (temperatura: 1200 °C)
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Niveles de temperaturas en un alto hornoEl hierro pertenece a la familia de los metales reactivos. Por lo tanto, se encuentra en la corteza terrestre formando parte de diferentes minerales: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), pirita (FeS2). El proceso de reduccin necesario para su obtencin se realiza en un alto horno. El alto horno es una estructura construida en acero revestida con ladrillos refractarios de grandes dimensiones, y puede tener una altura de hasta 60 m y un dimetro de alrededor de 8 m. Cmo funciona? Por la parte superior de la torre se introducen los minerales de hierro en forma de pellets (pequeas piedras), carbn o coke y piedra caliza (CaCO3) como fundente. Desde la parte inferior se agrega aire caliente. La parte superior del horno tiene una temperatura de 250 C, en la parte central la temperatura es de 900 a 1200 C y la base del horno llega a los 1700 C. El gradiente de temperatura permite que se desarrollen diferentes reacciones:Formacin de los agentes reductores:C (s) + CO2 (g) 2 CO (g) (temperatura > 1700 C)2 C (s) + O2 (g) 2 CO (g) (temperatura > 1700 C)Al descender desde la parte superior el carbn o coke reacciona con el oxgeno del aire insuflado desde la parte inferior del horno y se forma CO (g), este gas es el agente reductor.Reduccin de los minerales de hierro:3 CO (g) + Fe2O3 (s) 2 Fe (l) + 3 CO2 (g) (temperatura > 900 C)Los minerales de hierro (xidos) se reducen formando el metal. Debido a las altas temperaturas que se alcanzan en el horno, este se obtiene fundido. El hierro obtenido se denomina arrabio, contiene un 95% de Fe, 3-4% de C y cantidades variables de otras impurezas.1. Busquen en la tabla peridica interactiva o en la TP del programa ChemSketch de sus equipos porttiles el punto de fusin del hierro.Formacin de escoria para eliminar las impurezas de la mena:CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) (temperatura: 800-900 C)CaO (s) + SiO2 (s) CaSiO3 (l) (temperatura: 1200 C)6 CaO (s) + P4O10 (s) 2 Ca3(PO4)2 (l) (temperatura: 1200 C)La piedra caliza (CaCO3) se agrega como fundente y ayuda a que se forme la escoria (silicatos y fosfatos de calcio) y que esta funda fcilmente. La escoria que se obtiene como subproducto se destina a la industria cementera.Formacin de impurezas en el hierro:MnO (s) + C (s) Mn (l)+ CO (g) (temperatura: 1400 C)SiO2 (s) + 2 C (s) Si (l) + 2 CO (g) (temperatura: 1400 C)P4O10 (s) + 10 C (s) 4 P (l) + 10 CO (g) (temperatura: 1400 C)Los minerales de hierro contienen diferentes cantidades de impurezas que tambin reaccionan y se incorporan en ciertas proporciones al hierro fundido
