Você está aqui
  1. Mundo Educação
  2. Química
  3. Curiosidades Químicas
  4. Obtenção de ferro

Obtenção de ferro

Ao nosso redor existem inúmeros objetos feitos de ferro, aço ou alguma outra liga metálica que contenha ferro. Por isso, é pouco provável que alguém não saiba que metal é esse. Porém, o ferro não é encontrado na sua forma metálica isolada, livre na natureza, mas sim na forma de seus minérios. Os principais minérios de ferro são:

  • Hematita (Fe2O3);
  • Magnetita (Fe3O4);
  • Siderita (FeCO3);
  • Limonita (Fe2O3.H2O);
  • Pirita (FeS2).

Através dos minérios existentes na natureza é possível obter os mais diversos metais, tais como a prata, o mercúrio, o cobre, o chumbo e o zinco. A metalurgia é a área que estuda essas transformações. Um dos ramos da metalurgia é a siderurgia (do grego “trabalho feito sobre o ferro”), que estuda as formas de obtenção do ferro e do aço a partir de seus minérios, sendo que a mais utilizada é a hematita, mostrada a seguir:

Hematita, um minério de ferro

A siderurgia é muito antiga, surgiu entre 3000 e 2000 a.C., mas foi somente por volta de 1200 a.C. (época conhecida como “Idade do Ferro”) que o ferro passou a ser obtido em quantidades apreciáveis por meio de seus minérios. O processo mais empregado é o do alto-forno, que, de modo geral, obedece aos seguintes procedimentos:

  • O alto-forno é carregado com carvão coque, que é queimado para aquecer esse forno;
  • Coloca-se pela parte superior do alto-forno uma mistura do minério de ferro (hematita), calcário (CaCO3) e carvão coque, que é um carvão rico em carbono. Essa mistura funciona como fundente, abaixando o ponto de fusão da hematita;

Esquema de obtenção de ferro em alto-forno

  • É injetada na parte inferior do alto-forno uma corrente de ar quente. Ocorre, então, a combustão incompleta do carvão coque na presença do oxigênio molecular injetado, formando-se monóxido de carbono (CO):

2 C + O2 → 2 CO

Muito antigamente, o minério de ferro e o carvão coque eram colocados em um buraco no chão e aquecidos, sendo que a entrada de ar era feita manualmente.

  • O monóxido de carbono reage com a hematita (óxido de ferro - Fe2O3), originando óxido de ferro II (FeO) e dióxido de carbono;

3 Fe2O3 + CO → 2 Fe2O4+ CO2

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Fe2O4 + CO → 3 FeO + CO2

  • O óxido de ferro II reage com o monóxido de carbono, formando ferro metálico (Fe0) e dióxido de carbono:

FeO + CO → Fe +  CO2

Essa é uma das duas camadas formadas no alto-forno, é a mais densa e esse ferro é chamado de ferro-gusa, que contém de 2% a 5% de carbono, sendo muito quebradiço.

Produção de ferro a partir da hematita em metalúrgica

Por meio dele, obtém-se o aço – liga metálica formada por aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5 a 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e oxigênio. É usado em peças metálicas que sofrem elevada tração, pois é mais resistente à tração do que o ferro puro. O aço também tem maior dureza que o ferro e pode ser trabalhado pela forja, laminação e extrusão.

Além disso, o aço é uma liga usada para produzir outras ligas metálicas, como o aço inox, que é formado por 74% de aço, 18% de cromo e 8% de níquel. Por ser praticamente inoxidável, é usado em talheres, peças de carro, brocas, utensílios de cozinha e decoração. Graças a esses fatores, em 2008, a produção de aço superou em um bilhão de toneladas a do ferro no mundo todo.

Objetos de aço - catracas mecânicas, parafusos e porcas

  • A camada menos densa que é formada no alto-forno é chamada de escória. Ela é formada quando o calcário se decompõe em CaO, CO e impurezas. O CaO reage com a sílica (impurezas do minério):

CaCO3 → CaO + CO

CaO + SiO2 → CaSiO3

Cada uma dessas camadas sai por condutos separados. A escória não é descartada, ela pode ser usada na produção de cimento.

  • Para obter o ferro doce, que é o ferro purificado em praticamente 100%, utilizam-se várias técnicas. Uma delas consiste na injeção de gás oxigênio puro dentro do alto-forno, a elevadas pressões. Desse modo, o oxigênio reage com o carbono, que se transforma em dióxido de carbono e desprende-se do ferro, sendo removido.
A obtenção de ferro e de aço é feita em indústrias siderúrgicas
A obtenção de ferro e de aço é feita em indústrias siderúrgicas
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Assuntos Relacionados