Công nghệ sản xuất sắt, thép

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA HÓA HỌC



Bài tiểu luận:
Công nghệ sản xuất sắt thép


A.Công nghệ sản xuất Sắt
Vị trí trong bảng tuần hoàn
-Cấu hình e nguyên tử: 
2
2
6
2
6
6
2
Fe:
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
.
26

-Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

-Cấu hình e của các ion được tạo thành từ Fe:    
Fe2+     1s22s22p63s23p63d6
Fe3+     1s22s22p63s23p63d5


I.Tính chất vật lý và trạng
thái tự nhiên
- Màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi;
dẫn nhiệt và dẫn điện kém đồng và nhôm.
- Sắt có tính nhiễm từ nhưng ở nhiệt độ cao (8000C) sắt
mất từ tính.
Một số hằng số vật lý quan trọng:
+Nhiệt độ nóng chảy:1536oC
+Nhiệt độ sôi: 2880oC
+Nhiệt thăng hoa:418 kJ/mol


I.Tính chất vật lý và trạng
thái tự nhiên
Trong
tự
nhiên
Fe có
4
đồng vị
bền

Fe

54

Fe

56

Fe

57

Fe

58


I.Tính chất vật lý và trạng
thái tự nhiên
-Sắt là một trong nguyên tố phổ biến nhất, tồn tại chủ yếu
ở các dạng:
• Hợp chất: oxit, sunfua, silicat...
• Quặng: hematit đỏ (Fe2O3 khan), hematit nâu
(Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4), xiđerit (FeCO3) và pirit
(FeS2).
-Sắt có 4 dạng thù hình bền ở những khoảng nhiệt độ
xác định:
700oC
911oC
1390oC
1536oC
Fe( ) ���� Fe( ) ���
� Fe( ) ���� Fe( ) ���� Fe(lỏng)

II.Tính chất hóa học
Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe
có thể nhường 2 hoặc 3e:
Fe → Fe3+ + 3e
Fe → Fe2+ + 2e
a. Tác dụng với các phi kim
to

2Fe +3X 2 ��
� 2FeX 3
to

3Fe +2O2 ��
� Fe3O4
to

Fe +S ��
� FeS


II.Tính chất hóa học
b. Tác dụng với nước
<570oC

3Fe +4H2O ���� Fe3O4 +4H2
>570oC

Fe +H2O ���� FeO +H2

3
2Fe+ O2+nH2O � Fe2O3.nH2O
2


II.Tính chất hóa học
c. Tác dụng với dung dịch axit
* Với H+ (HCl, H2SO4 loãng... ) → muối  sắt (II) + H2
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2


II.Tính chất hóa học
Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh(HNO3,H2SO4 đậm đặc)
+ Fe thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có
thể dùng thùng Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và
H2SO4 đặc nguội.
+ Với dung dịch HNO3 loãng → NO
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
+ Với dung dịch HNO3 đậm đặc và nóng → NO2 
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
+ Với dung dịch H2SO4 đậm đặc và nóng → SO2:
2Fe+ 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 +6H2O


II.Tính chất hóa học
d. Tác dụng với dung dịch muối
Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2
2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag


III. Quy trình sản xuất
• Nguyên liệu chính: Quặng (chủ yếu là
hêmatit (Fe2O3) và manhêtit (Fe3O4)) và than
cốc
• Phương pháp: Khử quặng với cacbon
trong lò luyện kim sử dụng luồng không khí
nóng ở nhiệt độ khoảng 800 °C.


III. Quy trình sản xuất
Tên quặng

CTHH của
quặng

Hàm lượng sắt có
trong quặng(%)

manhetit

Fe3O4

45-70

hematit

Fe2O3

35-60

limonit

Fe2O3.nH2O

25-60

xiđerit

FeCO3

25-40

Các quặng chính sử dụng trong sản xuất sắt thép


III. Quy trình sản xuất
Chuẩn bị nguyên liệu


III. Quy trình sản xuất


III. Quy trình sản xuất

Làm thế nào để tăng
tốc độ khử trong lò cao?

B. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP

I. Thành phần, phân loại
1. Thành phần:


2. Phân loại



3. Ứng dụng của sắt, thép


3. Ứng dụng của sắt , thép


3. Ứng dụng của sắt, thép