Descreva o passo a passo do processo de obtenção do ferro-gusa, incluindo as matériasprimas utilizadas, os subprodutos gerados e como eles são separados. Quais são as principais reações químicas que ocorrem no alto forno?

Passo 1

Beleza, então o exercício pede pra gente explicar direitinho como se obtém o ferro-gusa num alto-forno: quais matérias-primas entram, quais subprodutos saem, como se faz a separação e quais as reações químicas principais que acontecem lá dentro. O conteúdo é Química Inorgânica (reações de oxi-redução e fluxos minerais) e vamos precisar entender bem:
  • O papel de cada matéria-prima (minério de ferro, coque e calcário)
  • Como o calor e os gases formam o ambiente redutor
  • Quais reações acontecem em cada zona do forno
  • Como o processo gera ferro-gusa, escória e gases

Passo 2

Matérias-primas e suas funções
  1. Minério de ferro (geralmente ou ): é a fonte de ferro.
  2. Coque (basicamente carbono puro, ): serve de combustível (gera calor) e de agente redutor (retira oxigênio do minério).
  3. Calcário (carbonato de cálcio, ): é o fluxante, ajuda a retirar impurezas formando a escória.

Passo 3

Visão geral do processo no alto-forno
  • A mistura de minério, coque e calcário é colocada lá do topo.
  • Ar pré-aquecido é soprado pela base, chegando a uns 1200–2000 °C.
  • No fundo, o coque queima e gera calor e monóxido de carbono ( ), que sobem pelo forno.
  • À medida que o sobe, ele reduz o minério de ferro, transformando óxido em ferro metálico.

Passo 4

Principais reações químicas
  1. Combustão do coque na zona quente inferior:
  2. Formação de monóxido de carbono (redução secundária):
  3. Redução dos óxidos de ferro pelo monóxido de carbono (em várias etapas):
    a)
    b)
    (No conjunto, dá )
  4. Decomposição do calcário e formação da escória:
    a)
    b) (essa é a escória)

Passo 5

Separação dos produtos
  • O ferro-gusa (ferro líquido rico em carbono) é mais denso e fica no fundo; de tempos em tempos é “pingado” e coletado.
  • A escória ( e outras impurezas) flutua sobre o ferro e é removida por outra abertura.
  • Os gases ( etc.) sobem, são resfriados e tratados (aproveitados como combustível ou descartados).

Resposta

O alto-forno converte minério de ferro, coque e calcário em ferro-gusa, escória e gases, passando pelas reações de combustão ( ), formação de , redução dos óxidos de ferro e formação de . No final, ferro-gusa e escória são separados pela diferença de densidade e os gases são capturados para uso ou tratamento.

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