Ekstraksi Besi

Bijih oksida besi ditambang di berbagai bagian dunia.

Contohnya haematite Fe2O3 dan magnetite Fe3O4.

-Campuran padatan bijih haematite, coke dan limestone secara kontinu dimasukkan ke dalam blast furnace.

-Coke dibakar di dasar dan udara panas ditiupkan untuk membakar coke (karbon) untuk membentuk karbon dioksida dalam reaksi oksidasi (C menerima O).

-Energi panas dibutuhkan dalam reaksi eksotermik untuk meningkatkan suhu blast furnace hingga di atas 1000oC untuk mempengaruhi reduksi bijih logam.

  • karbon + oksigen → karbon dioksida
  • C(s) + O2(g) → CO2(g)

-Pada suhu tinggi terbentuk karbon dioksida, bereaksi dengan coke (karbon) lain untuk membentuk karbon monoksida

  • karbon dioksida + karbon o karbon monoksida
  • CO2(g) + C(s) → 2CO(g)
  • (catatan: CO2 tereduksi dengan kehilangan O, C teroksidasi dengan menerima O)

-Karbon monoksida adalah molekul yang benar-benar mengusir oksigen dari bijih besi oksida. Ini adalah reaksi reduksi (Fe2O3 kehilangan O, atau Fe3+ menerima tiga elektron untuk membentuk Fe) dan CO dikenal sebagai agen pereduksi (pengusir O dan teroksidasi dalam proses).

-Logam besi dilelehkan pada suhu blast furnace tinggi dan menetes ke dasar blast furnace. Reaksi reduksi utama adalah …

  • Besi (III) oksida + karbon monoksida → besi + karbon dioksida
  • Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g)
  • Catatan, dalam kedua reaksi di atas, oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersamaan!

Reaksi reduksi bijih logam yang lain adalah …

Besi (III) oksida + karbon o besi + karbon monoksida

Fe2O3(s) + 3C(g) → 2Fe(l) + 3CO(g)

atau

besi (III) oksida + karbon → besi + karbon dioksida

2Fe2O3(s) + 3C(g) → 4Fe(l) + 3CO2(g)

Bijih logam asli mengandung acidic mineral impurities seperti silika (SiO2, silikon dioksida). Ini bereaksi dengan kalsium karbonat (limestone) untuk membentuk molten slag misal dari kalium silikat.

  • kalsium karbonat + silika → kalsium silikat + karbon dioksida
  • CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2
  • Kadang-kadang ditunjukkan dalam dua langkah:
  • CaCO3 → CaO + CO2
  • CaO + SiO2 → CaSiO3
  • Molten slag membentuk lapisan di atas lelehan besi yang lebih padat dan keduanya dapat dipisahkan, dan biasanya, disalurkan ke luar. Besi didinginkan dan dicetak ke dalam pig iron ingots atau ditransfer langsung ke furnace penghasil baja.
  • Limbah gas dan debu dari blast furnace harus diperlakukan dengan baik untuk menghindari polusi lingkungan.
    • karbon monoksida yang sangat beracun dapat dibakar untuk menghasilkan sumber energi panas, dan dalam reaksi eksoterm dikonversikan menjadi karbon dioksida yang tidak berbahaya.
  • karbon monoksida + oksigen → karbon dioksida
  • 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
    • Gas asam seperti sulfur dioksida dari bijih sulfida, dapat dihilangkan dengan bubbling melalui larutan alkali seperti kalsium hidroksida (’limewater’) yang dinetralkan dan dioksidasi menjadi kalsium sulfat yang tidak berbahaya. Pembersihan gas dengan cara ini disebut ‘gas scrubbing’.
    • Air yang terkontaminasi harus dibersihkan dari bahan kimia berbahaya sebelum dilepaskan ke sungai atau didaur ulang melalui water treatment plant.
    • waste slag digunakan untuk konstruksi jalan atau menimbun galian sehingga dapat ditanami.
  • Besi dari blast furnace baik untuk obyek cast iron yang sangat keras tetapi terlalu rapuh untuk aplikasi lainnya karena kandungan karbon dari coke-nya terlalu tinggi. Jadi dikonversikan menjadi steel alloy untuk range yang lebih luas.

Material mentah:

  • bijih besi misal bijih haematite [besi (III) oksida, Fe2O3]
  • coke (karbon, C)
  • udara panas (untuk O2 di dalamnya)
  • limestone (kalsium karbonat, CaCO3)

(www.chem-is-try.org)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s




%d bloggers like this: