Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0349 Šablona III/2VY_32_INOVACE_97

Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Jméno autora: Mgr. Zdeňka Hanzliková Třída/ročník: 2. (6.) Datum vytvoření: Listopad 2013 Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Tematická oblast: Anorganická chemie Předmět: chemie Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: výuková prezentace, osnova při probírání tématu Klíčová slova: Přímá a nepřímu redukce železné rudy, vysoké pece. Druh učebního materiálu: Prezentace

Výroba železa

Historie výroby železa První začali železo vyrábět Chetité, žijící v Malé Asii,kteří tajemství výroby střežili. K rozšíření výroby došlo po rozpadu chetitské říše, okolo roku 1200 př. n. l., začíná doba železná. V současnosti se železo vyrábí redukcí železné rudy koksem ve vysokých pecích.

Vysoká pec Vysoká pec je zařízení 25m vysoké a široké v průměru 7m, pracuje nepřetržitě několik let. Dnešní moderní pece měří v nístěji průměrně 14m a denně produkují až 10 000t železa.

Vysoká pec - Ostrava

Vsázka - směs železné rudy, koksu a vápence, - dává se do otvoru v horní části pece – kychta - při teplotě 400 – 1000°C probíhá termický rozklad vápence: CaCO3 → CaO + CO2

Nepřímá redukce oxidů železa probíhá při teplotách do 900°C, vzniká elementární Fe v tuhém houbovitém stavu 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 FeO + CO → Fe(s) + CO2 V této teplotní zóně dochází také k nauhličování Fe a vzniká karbid triželeza – Fe3C Snižuje se tím teplota tání Fe ( taje při 1150- 1300°C), kdežto čistý kov taje při teplotě 1535°C.

Přímá redukce oxidů železa - největší množství železa vzniká přímou redukci oxidů přímo koksem v další teplotní zóně: FeO + C → Fe + CO - ruda se redukuje na železo, tání surového železa, křemičitá hlušina se působením vápence mění na strusku: SiO2 + CaCO3→ CaSiO3 + CO2

Nístěj - odpichy dolní část pece - teplota – 2000°C hromadění roztaveného železa a strusky, odděleně se vypouštějí dvěma odpichy, nad odpichem je vstup pro předehřátý vzduch, který v peci reaguje s koksem: C + O2 → CO2 teplotní zóna 2000°C CO2 + C→ 2CO – teplotní zóna 900°C, kde je CO redukční činidlo.

Surové železo litina, obsahuje příměsi: C(více než 3%), Si, Mn, P, je tvrdé a křehké, není pružné ani kujné, kromě příměsí obsahuje ještě např. karbid triželeza Fe3C – cementit, litina – užití -zpracování – radiátory, kotle, podstavce strojů, 80% se zpracovává na ocel

Struska vypouští se z pece horním odpichem v nístějí, plave na surovém Fe a brání jeho další oxidaci, - má využití ve stavebnictví, výroba cementu, tvárnic, výsypy pod dlažbu, atd.

opakování vsázka nístěj horní část vysoké pece litina dolní část vysoké pece přímá redukce probíhá nepřímá redukce probíhá surové železo využití strusky využití litiny nístěj litina stavebnictví, tvárnice kotle, radiátory, OCEL kychta koksem pomocí CO železná ruda, koks, vápenec výborně, super!!!

Citace literatury a obrázků: HONZA, Jaroslav a Aleš MAREČEK. Chemie pro čtyřletá Gymnázia 2.díl.. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2004, 227 s. ISBN ISBN 80-7182-141-1. GREENWOOD, N a Alan EARNSHAW. Chemie prvků: svazek II. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1993, s.794-1635. ISBN 80-854-2738-9. VACÍK, Jiří. Přehled středoškolské chemie. 2. vyd. Praha: SPN, 1999, 365 s. ISBN 80-723-5108-7. Schéma vysoké pece a chem.reakce: Výukové materiály ZŠ Kaplice [online]. [cit. 2013-11-23]. Dostupné z: http://www.vyukovematerialy.cz/chemie/rocnik9/foto/vys%20pec%20a%20reakce.jpg, Vysoká pec – Ostrava: PODRAZIL, Jiří. Arch-Foto.cz: Fotografie českých památek a přírodních krás [online]. 2006 [cit. 2013-11-23]. Dostupné z: http://www.archfoto.cz/images/photos/full/a01316.jpg,