Indledning
Produktionen af jern fra malm involverer en redoxreaktion, der udføres i en højovn. Ovnen fyldes øverst med jernmalmoxid, som oftest er hæmatit (\(Fe_2O_3\)), men som også kan være magnetit (\(Fe_3O_4\)), kulstof, kaldet koks, og kalksten (\(CaCO_3\)). I forbindelse med denne diskussion vil jernmalmoxidet hematit (\(Fe_2O_3\)) blive vist. Hematit har sit navn fra det græske ord, der betyder blodlignende, på grund af farven på en form af dets pulver. De gamle grækere mente, at store forekomster af hæmatit blev dannet på grund af slag, der blev udkæmpet, og at blodet fra disse slag flød ned i jorden.
For at starte processen tvinges der en varm luftstorm ind i bunden af ovnen, hvilket er med til at skabe en stor temperaturvariation, hvor bunden er 2273 K og toppen 473 K. Mængden af ilt kontrolleres nøje, så kulmonoxid er hovedproduktet som vist:
\
Sådan bidrager både kulstof og kulmonoxid til reduktionen af jern(III)oxid for at give det urene metal som vist:
\
\
En af de mest interessante dele af denne redoxreaktion er, at størstedelen af den dannede kuldioxid selv reduceres, når den kommer i kontakt med den uforbrændte koks og danner mere reduktionsmiddel. Efterhånden som processen fortsætter, strømmer det smeltede jern ned gennem ovnen og samler sig i bunden, hvor det fjernes gennem en åbning i siden. Når det køler af, er det urene jern skørt og i nogle tilfælde blødt på grund af tilstedeværelsen af de små urenheder, såsom svovl og fosfor.
Det urene jern, der kommer fra bunden af ovnen, bliver således renset yderligere. Den mest almindelige metode er den basiske iltovn. I ovnen blæses ilt ind i det urene jern. Dette er afgørende, fordi ilten oxiderer fosfor og svovl, der er vist i følgende redoxreaktioner:
\
\
Oxiderne slipper enten ud som gasser eller reagerer med basiske oxider, der tilsættes eller bruges til at beklæde ovnen. Dette sidste rensningstrin fjerner en stor del af urenhederne, og resultatet er almindeligt kulstofstål. Jern fremstilles således gennem oxidations-reduktionsprocessen.