炼铁的化学方程式

Question

如题所述

Answer 1

1. 炼铁的化学方程式
炼铁的化学方程式主要包括以下几个步骤：
- 焦炭和氧气反应生成二氧化碳：C + O2 → CO2
- 二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳：CO2 + C → 2CO
- 一氧化碳作为还原剂，与氧化铁反应生成铁和二氧化碳：Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
此外，还有与炼铁过程相关的其他化学反应，如石灰石的高温分解：CaCO3 → CaO + CO2↑，以及石灰石与二氧化硅的反应：CaO + SiO2 → CaSiO3。
2. 铁的化学性质和形态
铁是一种金属元素，原子序数为26，化学式为Fe，英文名为iron。铁单质有白色或银白色金属光泽，是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金，如钢，具有优良的硬磁性能，同时也是重要的工业材料，人造磁的主要原料。铁有多种同素异形体，是比较活泼的金属，在金属活动顺序表中排在氢的前面，具有较好的还原性。
3. 炼铁过程及设备
炼铁主要采用高炉法，将铁矿石、焦炭、石灰石等原料放入高炉中加热，通过还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。高炉炼铁的优势在于技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低。高炉由炉壳、耐火砖、风口、炉缸等部分组成。
4. 高炉炼铁的原料及作用
高炉炼铁的原料主要包括铁矿石、焦炭、石灰石等。铁矿石提供铁元素，焦炭提供热量、还原剂，并作为料柱的骨架，石灰石作为熔剂，使炉渣熔化为液体，去除有害元素硫。空气为焦炭燃烧提供氧。
5. 高炉炼铁的过程及设备
高炉炼铁的过程主要包括矿石、焦炭和石灰石的加入，通过风口喷入加压空气，使焦炭燃烧，生成煤气，同时与铁矿石发生反应，形成铁水和炉渣。高炉内部有炉底、炉腹、炉身等区域，其中炉腹是高炉最热的部位。高炉出铁场是高炉最繁忙的地方，出铁和出渣的地方。
6. 炼铁的历史与发展
在18世纪以前，人们炼铁使用的是煤或木炭，高炉也很小。到20世纪初，美国的大型高炉日产铁量几百吨。19世纪中期，人们发明了热风吹入高炉的方法，20世纪初革新了高炉鼓风机，高炉炼铁得到了迅速发展。现代的高炉高度为20多米到30多米，直径6到14米，每天可生产1千到1万吨生铁。