Сырьем для производства чугуна служат железная руда и кокс, то есть чистый углерод, полученный при коксовании каменного угля – его разложении без доступа воздуха. В качестве железной руды обычно используют железняки – магнитный Fe3O4, красный Fe2O3, бурый Fe2O3×xH2O.
Выплавку чугуна производят в домнах – больших печах, высотой до 80 м, выложенных изнутри огнеупорным кирпичом, а сверху покрытых стальным кожухом. Сверху в доменную печь непрерывно загружают руду и кокс, а снизу подают горячий воздух, обогащенный кислородом. В основе получения железа из руды лежат реакции восстановления оксидов углем и угарным газом СО – продуктом его неполного окисления:
Fe2O3+3C=2Fe+3CO
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
В верхней части печи температура достигает 2000°C. В расплавленном железе, образовавшемся при восстановлении руды, растворяется углерод, частично взаимодействуя с ним с образованием карбида – цементита Fe3C. Так образуется чугун.
Для передела его в сталь излишний углерод необходимо выжечь – окислить кислородом. Это осуществляют в сталеплавильном цехе. Однако при пропускании кислорода через расплавленный чугун часть железа также окисляется кислородом до оксида:
2Fe+O2=2FeO
Для обратного восстановления оксида железа(II) до металла в расплав вводят раскислители, как правило, это марганец, барий, кальций, лантан. Они и восстанавливают окислившееся железо:
Mn+FeO=MnO+Fe
а затем отделяются от расплава, всплывая на его поверхность в виде легкоплавких шлаков.
Окислительно-восстановительная реакция разложения, реакция диспропорционирования 2H₂O₂ = 2H₂O + O₂ 2O⁻¹ - 2e = O₂⁰ кислород восстановитель, процесс окисления O⁻¹ + 1e = O⁻² кислород окислитель, процесс восстановления
окислительно-восстановительная реакция соединения 5O₂ + 4P = 2P₂O₅ O₂⁰ + 4e = 2O⁻² 5 кислород окислитель, процесс восстановления P⁰ - 5e = P⁺⁵ 4 фосфор восстановитель, процесс окисления
реакция соединения реакция гидратации (присоединения воды) идет по стадиям: P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃ метафосфорная кислота HPO₃ + H₂O = H₃PO₄ ортофосфорная кислота
Сырьем для производства чугуна служат железная руда и кокс, то есть чистый углерод, полученный при коксовании каменного угля – его разложении без доступа воздуха. В качестве железной руды обычно используют железняки – магнитный Fe3O4, красный Fe2O3, бурый Fe2O3×xH2O.
Выплавку чугуна производят в домнах – больших печах, высотой до 80 м, выложенных изнутри огнеупорным кирпичом, а сверху покрытых стальным кожухом. Сверху в доменную печь непрерывно загружают руду и кокс, а снизу подают горячий воздух, обогащенный кислородом. В основе получения железа из руды лежат реакции восстановления оксидов углем и угарным газом СО – продуктом его неполного окисления:
Fe2O3+3C=2Fe+3CO
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
В верхней части печи температура достигает 2000°C. В расплавленном железе, образовавшемся при восстановлении руды, растворяется углерод, частично взаимодействуя с ним с образованием карбида – цементита Fe3C. Так образуется чугун.
Для передела его в сталь излишний углерод необходимо выжечь – окислить кислородом. Это осуществляют в сталеплавильном цехе. Однако при пропускании кислорода через расплавленный чугун часть железа также окисляется кислородом до оксида:
2Fe+O2=2FeO
Для обратного восстановления оксида железа(II) до металла в расплав вводят раскислители, как правило, это марганец, барий, кальций, лантан. Они и восстанавливают окислившееся железо:
Mn+FeO=MnO+Fe
а затем отделяются от расплава, всплывая на его поверхность в виде легкоплавких шлаков.
реакция диспропорционирования
2H₂O₂ = 2H₂O + O₂
2O⁻¹ - 2e = O₂⁰ кислород восстановитель, процесс окисления
O⁻¹ + 1e = O⁻² кислород окислитель, процесс восстановления
окислительно-восстановительная реакция соединения
5O₂ + 4P = 2P₂O₅
O₂⁰ + 4e = 2O⁻² 5 кислород окислитель, процесс восстановления
P⁰ - 5e = P⁺⁵ 4 фосфор восстановитель, процесс окисления
реакция соединения
реакция гидратации (присоединения воды) идет по стадиям:
P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃ метафосфорная кислота
HPO₃ + H₂O = H₃PO₄ ортофосфорная кислота