Introdução
A produção de ferro a partir de seu minério envolve uma reação redox realizada em um alto-forno. O forno é preenchido na parte superior com o óxido de ferro mais comumente hematita (Fe_2O_3), mas também pode magnetita (Fe_3O_4), carbono chamado coque e calcário (CaCO_3)). Para o propósito desta discussão será mostrada a hematita de óxido de ferro (Fe_2O_3\). Em uma nota lateral, Hematita recebe seu nome da palavra grega que significa sangue, como por causa da cor de uma forma de seu pó. Os Antigos Gregos acreditavam que grandes depósitos de hematita eram formados a partir de batalhas que eram travadas e o sangue dessas batalhas fluía para o solo.
Para iniciar o processo é forçada uma explosão de ar quente no fundo do forno que ajuda a criar uma grande variação de temperatura com o fundo sendo 2273 K e o topo 473 K. A quantidade de oxigênio é estritamente controlada para que o monóxido de carbono seja o produto principal como mostrado:
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Simplesmente carbono e monóxido de carbono contribuem ambos na redução do óxido de ferro (III) para dar o metal impuro como mostrado:
Uma das partes mais interessantes desta reacção redox é que a maior parte do dióxido de carbono formado é ela própria reduzido quando se trata de contacto com o coque não queimado e produz mais agente redutor. À medida que o processo continua, o ferro fundido desce pelo forno e se recolhe no fundo, onde é removido através de uma abertura na lateral. Quando arrefece, o ferro impuro é quebradiço e em alguns casos mole devido à presença de pequenas impurezas, como enxofre e fósforo.
Assim, o ferro impuro proveniente do fundo do forno é purificado posteriormente. O método mais comum é o forno básico de oxigênio. No forno, o oxigênio é soprado para o ferro impuro. Isto é vital porque o oxigênio oxida o fósforo e o enxofre mostrados nas seguintes reações redox:
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Os óxidos ou escapam como gases ou reagem com óxidos básicos que são adicionados ou usados para forrar o forno. Esta etapa final de purificação remove grande parte das impurezas e o resultado é um aço carbono comum. Assim, o ferro é obtido através do processo de oxidação-redução.