O Ferro
O ferro é encontrado em numerosos minerais, destacando-se:
A hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita (FeO(OH)), a siderita (FeCO3), a pirita (FeS2) e a ilmenita (FeTiO3).
Pode-se obter o ferro a partir dos óxidos com maior ou menor teor de impurezas. Muitos dos minerais de ferro são óxidos.
A redução dos óxidos para a obtenção do ferro é efetuada em fornos denominados alto forno ou forno alto. Nele são adicionados os minerais de ferro, em presença de coque, e carbonato de cálcio, CaCO3 , que atua como escorificante.
No alto forno ocorrem as seguintes reações:
Formação de gases (óxidos de carbono):
O coque reage com o oxigênio produzindo gás carbônico (dióxido de carbono):
C + O2 → CO2
O dióxido de carbono reduz-se formando monóxido de carbono:
CO2 + C → 2CO
Num processo contrário, o monóxido pode oxidar-se com oxigênio reproduzindo o gás carbônico:
2CO + O2 → 2CO2
O processo de oxidação do coque com oxigênio libera energia. Na parte inferior do alto forno a temperatura pode alcançar 1900 °C.
Redução dos minerais que são óxidos:
Inicialmente, os óxidos de ferro são reduzidos na parte superior do alto forno, parcial ou totalmente, com o monóxido de carbono, já produzindo ferro metálico. Exemplo: redução da magnetita:
Fe3O4 + 3CO → 3FeO + 3CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Posteriormente, na parte inferior do alto forno, onde a temperatura é mais elevada, ocorre a maior parte da redução dos óxidos com o coque (carbono):
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
O carbonato de calcio se decompoem:
CaCO3 → CaO + CO2
e o dióxido de carbono é reduzido com o coque a monóxido de carbono, como visto acima.
Na parte mais inferior do alto forno ocorre a carburação:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
Processos de enriquecimento:
Finalmente ocorre a combustão e a desulfuração (eliminação do enxofre) devido à injeção de ar no alto forno, e por último são separadas as frações: a escória do ferro fundido, que é a matéria-prima empregada na indústria.
O ferro obtido pode conter muitas impurezas não desejáveis, sendo necessário submetê-lo a um processo de refinação que pode ser realizado em fornos chamados convertedores.
O Cobre
Processo seco: Após a eliminação parcial do enxofre, efetua-se uma redução em fornos de fusão, através de carvão e aditivos ácidos que irão absorver grande parte do ferro. Obtém-se, assim, dois líquidos de peso específico diferente, ficando, na parte de baixo, um composto de cobre, contendo cerca de 45% desse material. A reação química que ai se processa é a seguinte: 2Cu2O + Cu2S(6Cu + SO2)
Via Úmida: Minérios pobres são industrializados por um processo úmido. Aplicando-se ao minério uma solução de enxofre, obtém-se uma solução de sulfato de cobre. Da qual o cobre, representando por mais de 90% de todo o cobre obtido no mundo.
