Bevezetés: a hematit jelentősége a vasgyártásban
A hematit (Fe2O3) az egyik legfontosabb vasérc, amelyet a vasgyártás során használnak. Ez az érctípus különösen gazdag vasban, így ideális alapanyag a fém előállításához. De pontosan mennyi vasat lehet előállítani egy adott mennyiségű hematitból? A cikkben erre a kérdésre fogunk választ adni, miközben részletesen megvizsgáljuk a kémiai folyamatokat és a számításokat.
A hematit kémiai összetétele és reakciója
A hematit egy vas-oxid, amelynek kémiai képlete Fe2O3. Ez azt jelenti, hogy minden hematitmolekula két vasat és három oxigént tartalmaz. A vas előállítása során a hematitot redukáljuk, azaz eltávolítjuk belőle az oxigént, hogy csak a tiszta vas maradjon vissza. Az ipari folyamat során gyakran szén-monoxidot (CO) használnak redukálószerként, a reakció pedig a következőképpen írható fel:
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Hogyan számítható ki a kinyerhető vas mennyisége?
A számításokhoz először meg kell határozni a hematit és a tiszta vas moláris tömegét:
- A hematit moláris tömege: Fe2O3 = (2 × 55,845) + (3 × 16,00) = 159,69 g/mol
- A tiszta vas moláris tömege: Fe = 55,845 g/mol
Ezek alapján látható, hogy 159,69 gramm hematitból 2 × 55,845 gramm, azaz 111,69 gramm vas nyerhető ki. Ez a számítás adja meg a hematit elméleti vas-tartalmát.
Számítás 1 mázsa hematitra vonatkozóan
Egy mázsa az 100 kg-ot jelent, vagyis 100 000 grammot. Tudjuk, hogy 159,69 gramm hematitból 111,69 gramm vas nyerhető ki, így az arány segítségével kiszámíthatjuk, hogy 100 kg hematitból hány kg tiszta vas állítható elő:
Képlet: (111,69 / 159,69) × 100 000 = kb. 69 900 gramm, azaz körülbelül 69,9 kg tiszta vas.
Valós ipari körülmények közötti hatékonyság
A fenti számítás az elméleti maximumot mutatja be, azonban a valós ipari folyamatok során a hatékonyságot számos tényező befolyásolja, például:
- Az ércek tisztasága
- A redukciós folyamat hatékonysága
- Technológiai veszteségek
Az iparban általában a számított érték 90-95%-a érhető el, ami azt jelenti, hogy 100 kg hematitból ténylegesen körülbelül 63-66,5 kg vas nyerhető ki.
Összefoglalás
A hematit rendkívül fontos nyersanyag a vasgyártásban, amelyből elméletileg 69,9 kg vas állítható elő 100 kg ércből. Azonban az ipari körülmények között ez az érték valamivel alacsonyabb lehet. Ennek ellenére a hematit kitűnő választás a gazdaságos vasgyártáshoz, különösen a modern kohászati technológiák alkalmazásával.