Question

3) A siderurgia é um dos setores industriais mais importantes no Brasil. A produção do ferro gusa ocorre em reatores denominados altos-fornos. Nele empregam-se como matérias- primas o minério de ferro, rico em hematita, Fe₂O3 e o coque, material rico em carbono que, no interior do alto-forno, dá origem ao monóxido de carbono, que participa da formação do ferro metálico. Essas reações são representadas por C(s) + O₂ (g) →→→ CO (g) (equação I) Fe₂O3 (s) + CO (g) → Fe (1) + CO2 (g) (equação II) Nos altos-fornos são empregados, também, o calcário, rico em CaCO3. Essa substância se decompõe formando CaO que, por sua vez, reage com as impurezas do minério de ferro, a sílica, SiO2, formando CaSiO3, que é removido como subproduto na forma de escória. CaCO3 (s)→→ CaO (s) + CO₂ (g) (equação III) Cao (s) + SiO₂ (s) → CaSiO3 (1) (equação IV) A soma dos menores valores inteiros dos coeficientes estequiométricos da equação corretamente balanceada é 4 B) 5 7 D) 8 E) 9​

Answer 1

Resposta:

é uma liga composta de ferro (cerca de 0,1%), carbono (de 3% a 6%), manganês (cerca de 0,5%), silício (de 1% a 4%) e enxofre (cerca de 0,1 %). Sua produção é realizada rotineiramente em altos fornos em formato de cuba, com cerca de 30 metros de altura.

A produção do ferro gusa é uma atividade do setor siderúrgico de extrema importância econômica pelo fato de corresponder à grande parte do custo da produção do aço. A produção dessa liga ocorre por meio do processo de redução do ferro presente em minérios que contêm esse elemento.

Assim, a produção do ferro gusa depende da utilização de minérios de ferro, ou seja, minérios formados por óxidos de ferro, os quais não apresentam nenhuma utilização para a produção do aço, mas que são fundamentais para a extração do ferro.

Diversas são as formas de extrair o ferro dos minérios, as quais foram aperfeiçoadas ao longo da história, uma vez que a utilização de ligas formadas a partir de ferro data de antes de Cristo. Porém, a técnica mais utilizada para a produção de ferro gusa é a redução em altos fornos, a qual será abordada neste texto.

Minérios para a produção do ferro gusa

Os principais minérios de ferro utilizados na produção do ferro gusa são:

Hematita (Fe2O3);

Magnetita (Fe3O4);

Limonita (Fe2O3.nH2O);

Carbonato de siderita (FeCO3).

Matéria-prima

Para a produção do ferro gusa em alto forno, são necessárias as seguintes matérias-primas para cada tonelada de material produzido:

Minério de ferro: cerca de 1700 Kg;

Coque (um tipo de carvão): cerca de 500 Kg;

Óxido de cálcio (CaO) ou óxido de magnésio (MgO): cerca de 140 Kg;

Ar quente: cerca de 1800 Kg.

Etapas da produção do ferro gusa

1o Passo: Extração do minério de ferro;

2o Passo: Mistura do minério de ferro com o coque e óxido de cálcio (ou óxido de magnésio);

3o Passo: Injeção de ar preaquecido (em temperatura de aproximadamente 1200 oC). O gás oxigênio do ar reage com o carvão e produz o monóxido de carbono (CO), que é o agente redutor do processo de produção do ferro gusa;

C + O2 → CO(g)

4o Passo: O calor do ar quente e da combustão do carvão realizam a fusão do minério de ferro;

5o Passo: Concomitantemente, ocorre a reação química entre o monóxido de carbono e o óxido de ferro (como a hematita), formando o ferro metálico (Fe) fundido, isto é, o ferro gusa, além de elementos como carbono, enxofre, manganês, etc.

Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3CO2

Recolhimento do ferro gusa fundido

Recolhimento do ferro gusa fundido

Obs.: Existem empresas siderúrgicas produtoras do ferro gusa que, ao produzi-lo, já produzem em seguida o aço a partir dele. Da mesma forma, existem ainda aquelas indústrias que produzem apenas o ferro gusa para servir de fonte de abastecimento para outras que trabalham com a produção e manufatura do aço.

Danos causados ao meio ambiente

A produção do ferro gusa é extremamente importante econômica e industrialmente, porém, sua realização, principalmente em altos fornos, leva aos seguintes danos ambientais:

Intenso desmatamento para a produção de carvão;

Aumento da emissão de dióxido de carbono no ar atmosférico;

Emissão de óxidos de enxofre na atmosfera;

Emissão de poluentes orgânicos de potencial cancerígeno.

Entretanto, na contramão dos danos ambientes causados, várias empresas que realizam a produção do ferro gusa efetuam o plantio de árvores que serão utilizadas na produção do carvão. Essas árvores utilizam na fotossíntese parte do dióxido de