เหล็ก: ความสำคัญและผลกระทบของการสกัด

ธาตุเหล็กมีความสำคัญต่อชีวิตและเพื่อความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี แต่การสกัดอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

เหล็ก

การพัฒนามนุษย์จะเป็นอย่างไรหากปราศจากธาตุเหล็ก? เช่นเดียวกับอะลูมิเนียม เหล็กที่เป็นโลหะเป็นโลหะที่พบมากที่สุดชนิดหนึ่งในชีวิตประจำวันของเรา ตั้งแต่มีดที่คุณใช้สำหรับมื้อกลางวันไปจนถึงโครงสร้างของอาคารขนาดใหญ่ แต่ธาตุเหล็กคืออะไร มีประโยชน์และโทษอย่างไรที่นำมาใช้ได้? นอกจากเหล็กที่เป็นโลหะแล้ว ยังมีสถานะอื่นใดที่ธาตุเหล็กนำเสนอตัวเองในธรรมชาติ?

เหล็ก

ในบรรดาธาตุที่มีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุดบนพื้นผิวโลก ธรณีภาค เหล็ก เป็นธาตุที่มีอยู่มากที่สุดเป็นอันดับสี่และเป็นโลหะที่มีปริมาณมากที่สุดเป็นอันดับสอง แม้ว่าเหล็กที่เป็นโลหะมีอยู่มากในสังคมตั้งแต่สมัยโบราณ แต่ก็ไม่พบในรูปแบบโลหะ (Fe0) แต่อยู่ในรูปแบบออกซิไดซ์ [เหล็ก (Fe2+) และเฟอริก (Fe3+)] ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในแร่

องค์ประกอบมากมาย

ภาพ: ข้อมูลดัดแปลงจาก www.ufrgs.br

เหล็กไม่ใช่โมเลกุล แต่เป็นองค์ประกอบทางเคมี กล่าวคือ ธาตุเหล็กไม่ได้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีแบบธรรมดาที่มีพลังงานต่ำซึ่งเกิดขึ้นบนโลกของเรา แต่เกิดจากการหลอมรวมของอะตอมที่เกิดขึ้นในดาวฤกษ์ ทำความเข้าใจเพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับการเกิดขึ้นของธาตุเหล็กในวิดีโอที่ผลิตโดย Jane Gregorio-Hetem (IAG/USP) และ Annibal Hetem Jr. (UFABC) ซึ่งได้รับทุนจากสภาการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (CNPq):

เหล็กมีความโดดเด่นมากในวิวัฒนาการของเผ่าพันธุ์มนุษย์ซึ่งในยุคก่อนประวัติศาสตร์ยุคหนึ่งถูกทำเครื่องหมายด้วยโลหะนี้ สังคมยุคก่อนประวัติศาสตร์จัดอยู่ในระบบสี่ยุค หินขัด, ทองแดง, บรอนซ์ และ เหล็ก. NS ยุคเหล็ก มันถูกทำเครื่องหมายโดยการพัฒนาของโลหะวิทยาและการเกิดขึ้นของเครื่องมือที่ทำจากเหล็กและเหล็กกล้า - คาดว่าสังคมแรกของยุคจะเจริญรุ่งเรืองประมาณ 1200 ปีก่อนคริสตกาลในภูมิภาคอนาโตเลีย (ภูมิภาคปัจจุบันของตุรกี)

อีกตัวอย่างหนึ่งในปัจจุบันของผลกระทบอันยิ่งใหญ่ของเหล็กต่อสังคมคือทางรถไฟ หนึ่งในวิธีการขนส่งที่สำคัญที่สุดทั้งในอดีตและปัจจุบัน ถือเอาเหล็กในชื่อของมัน และถูกคิดค้นขึ้นด้วยการจัดการและการใช้เหล็กที่เป็นโลหะ ซึ่งช่วยเร่งการพัฒนาของสังคมสมัยใหม่

ความสำคัญขององค์ประกอบนี้มีมากกว่าการใช้ในเครื่องมือ เชื่อกันว่าแกนกลางของโลกประกอบด้วยเหล็กที่เป็นโลหะเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งต้องขอบคุณมันที่สร้างสนามแม่เหล็กบนโลกของเรา ซึ่งมีหน้าที่ปกป้องชีวิตที่มีอยู่ทั้งหมดจากรังสีคอสมิก หากไม่มีสนามแม่เหล็กนี้ ระบบชีวิตที่เราทราบอาจไม่มีอยู่จริง

จากใจกลางโลกสู่เส้นเลือดของเรา

เหล็ก

ภาพ: Ricardo Gomez Angel บน Unsplash

ธรรมชาติมักพยายามใช้องค์ประกอบที่มีมากมายที่สุดในการสร้างและบำรุงรักษาชีวิต นอกเหนือจากการป้องกันรังสีคอสมิกที่ธาตุเหล็กสร้างขึ้นสำหรับชีวิตบนโลกแล้ว ธาตุเหล็กยังเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับสัตว์เกือบทุกชนิดที่เรารู้จัก ธาตุเหล็กเป็นสิ่งจำเป็นแม้กระทั่งสำหรับการหายใจของเรา ซึ่งเป็นอะตอมหลักของฮีโมโกลบิน นอกเหนือจากการรับผิดชอบต่อสีแดงของเลือด นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ในการขนส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ทั่วร่างกายของเรา

ตัวอย่างสุดขั้วคือแบคทีเรียที่รับผิดชอบ "เลือดตก" หรือ "น้ำตกเลือด" ในธารน้ำแข็งที่รู้จักกันในชื่อเทย์เลอร์ มีแบคทีเรียที่เกิดจากการขาดออกซิเจน (O2) ในสภาพแวดล้อม ทำให้เมแทบอลิซึมของเฟอร์ริก (Fe3+) ผ่านการหายใจ และเมื่อผลิตภัณฑ์สุดท้ายปล่อยไอออนของธาตุเหล็ก ( Fe2+ ​​) ซึ่งเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวจะเกิดออกซิไดซ์และทำให้มีลักษณะเป็นเลือด

เลือดตก

ภาพ: Peter Rejcek / มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ

ธาตุเหล็กในอาหาร

คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับคนที่ต้องกินถั่วมากขึ้นเพื่อให้ "แข็งแรง" เพราะมีธาตุเหล็ก การบริโภคอาหารที่อุดมด้วยธาตุเหล็กเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับร่างกายมนุษย์และธาตุเหล็กมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตหลายประเภททั้งสัตว์และพืช ในกรณีของฮีโมโกลบินในเลือด การขาดธาตุเหล็กในกระแสเลือดจะทำให้การขนส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ของร่างกายช้าลง ซึ่งส่งผลต่อภูมิคุ้มกันของระบบโดยรวมและทำให้เกิดภาวะโลหิตจาง ปริมาณธาตุเหล็กมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบำรุงรักษาฮีโมโกลบินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเมทัลโลเอ็นไซม์หลายชนิดที่รับผิดชอบต่อสุขภาพของเราด้วย

ธาตุเหล็กที่มีอยู่ในอาหารมีอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ ธาตุเหล็กฮีมและธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีม ธาตุเหล็กเฮมมีอยู่ในเนื้อสัตว์และอยู่ในรูปแบบที่พร้อมสำหรับการดูดซึมแล้ว โดยคิดเป็น 10% ถึง 30% ของธาตุเหล็กที่ดูดซึมทั้งหมดหลังการบริโภค การดูดซึมธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีมอยู่ที่ 2% ถึง 20% ของทั้งหมด ทำให้ต้องบริโภคอาหารที่อุดมด้วยวิตามินซีเพื่อการดูดซึมที่ดีขึ้น ซึ่งไม่มีปัญหา ธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีมมาจากพืชผัก เช่น ถั่วและซีเรียล และวิตามินซีจากผลไม้รสเปรี้ยว เช่น กีวี มะนาว ส้ม เป็นต้น ช่วยให้ดูดซึมได้ดีขึ้น

ธาตุเหล็ก Heme มักประกอบด้วยธาตุเหล็ก Fe2+ และล้อมรอบด้วยโมเลกุลที่ปกป้องมันและมีส่วนช่วยในการดูดซึมในผนังลำไส้ ในทางกลับกัน โดยทั่วไปแล้ว ธาตุเหล็กที่ไม่ใช่ฮีมจะมี Fe3+ และ/หรือจับกับโมเลกุลที่ไม่ส่งผลดีต่อการดูดซึมธาตุเหล็ก

สำนักงานเฝ้าระวังสุขภาพแห่งชาติ (Anvisa) แนะนำว่าปริมาณการบริโภคประจำวันที่จำเป็นสำหรับผู้ใหญ่คือธาตุเหล็ก 14 มก. และสำหรับสตรีมีครรภ์ควรเพิ่มเกือบสองเท่า: 27 มก. ผ่านเพื่อทราบสิ่งที่เป็นอาหารที่อุดมด้วยธาตุเหล็ก ดูที่บทความ: "อาหารที่อุดมด้วยธาตุเหล็กคืออะไร"

แต่อย่ากังวล หากคุณเลือกรับประทานอาหารที่ปราศจากเนื้อสัตว์ มีเคล็ดลับในการเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็กจากพืช หนึ่งในนั้นคือ: บริโภคหรือเตรียมอาหารโดยเติมมะนาวหรือน้ำส้ม - เมื่อเตรียมสลัดผักชนิดหนึ่ง (อุดมด้วยธาตุเหล็ก) เช่น ให้เติมน้ำมะนาวลงไป เนื่องจากอุดมไปด้วยกรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) ซึ่งจะเปลี่ยน Fe3+ เป็น Fe2+ ที่ซับซ้อนและอำนวยความสะดวกในการดูดซึมโดยร่างกาย

เหล็กเมทัลลิก (Fe0)

การค้นพบและการจัดการเหล็กเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากในการวิวัฒนาการของมนุษยชาติ และเป็นก้าวแรกในการเกิดขึ้นของโลหะผสมเหล็ก เมื่ออะตอมและ/หรือโมเลกุลบางตัวถูกเติมลงในเหล็ก เช่น คาร์บอน เหล็กกล้า ซึ่งเป็นโลหะผสมที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งในโลกสมัยใหม่

บราซิลครองตำแหน่งที่สองในการผลิตแร่เหล็กของโลก (อยู่ในสถานที่แรกจนถึงปี 2552 แต่ถูกแซงหน้าโดยออสเตรเลีย) แม้จะเป็นผู้ผลิตแร่เหล็กรายใหญ่เป็นอันดับสอง บราซิลก็ยังอยู่ในอันดับที่เก้าของผู้ผลิตเหล็กรายใหญ่ที่สุดและวัสดุอื่นๆ ที่ได้จากเหล็ก ดูเหมือนจะไม่สมเหตุสมผลนัก แต่เหตุผลก็คือบราซิลส่งออกแร่ที่สกัดได้เกือบทั้งหมด

การผลิตแร่เหล็กในปี 2557 อยู่ที่ 400 ล้านตัน และส่งออกแร่ประมาณ 344 ล้านตันในปีเดียวกัน สร้างรายได้กว่า 25 พันล้านดอลลาร์ เป็นผลิตภัณฑ์พื้นฐานที่มีรายได้สูงสุดของปี - มากกว่ารายได้ ที่เกิดจากถั่วเหลืองและน้ำมันดิบ แม้จะเป็นผู้ผลิตแร่เหล็กรายใหญ่เป็นอันดับสอง แต่บราซิลผลิตเหล็กได้เพียง 2% ของการผลิตทั้งหมดทั่วโลก

กระบวนการผลิตเหล็กและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ไม่พบโลหะเหล็กในรูปแบบนี้ในเปลือกโลก เฉพาะในรูปแบบออกซิไดซ์และในแร่ เช่น ออกไซด์ (Fe2O3) แมกนีไทต์ (Fe3O4) ไซด์ไรต์ (FeCO3) ลิโมไนต์ (Fe(OH)3.nH2O) และไพไรต์ (FeS2). แร่เหล่านี้จำเป็นต้องสกัดจากพื้นดินบำบัดและได้ธาตุเหล็กจากพวกมัน

กระบวนการเพื่อให้ได้เหล็กและเหล็กกล้าโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

  • การสกัดแร่ดิบ
  • การรักษาและการแปรรูป
  • การแปรรูปแร่
  • การสกัดและบำบัดแร่ดิบ
ขั้นตอนแรกในการรับธาตุเหล็กนั้นเกิดขึ้นจากการสกัดแร่ โดยทั่วไปขั้นตอนนี้จะสรุปโดยการใช้เครื่องขุดเพื่อรวบรวมพื้นที่ที่มีแร่มากมาย และขนส่งเพื่อผ่านกระบวนการบำบัดและแปรรูป ในระยะแรก ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมกำลังทำลายล้าง พื้นที่ที่ใช้ในการติดตั้ง ขนส่ง และสกัดแร่มีขนาดใหญ่มาก ไม่ต้องพูดถึงผลกระทบทางสังคมและเศรษฐกิจในภูมิภาคนี้ เราสัมผัสได้ถึงพื้นที่ที่ถูกทำลายเพียงเพื่อสกัดแร่ในวิดีโอ:

หลังจากรวบรวมแล้ว แร่ดิบจะต้องผ่านกระบวนการที่เรียกว่า beneficiation ซึ่งจะทำให้เหมาะสมกับกระบวนการรับเหล็กโลหะมากขึ้น กระบวนการสร้างประโยชน์เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด และอาจเป็นขั้นตอนที่สร้างขยะได้มากที่สุด การดำเนินการต่อไปนี้เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการนี้: การบด การจำแนก การบด การทำให้เข้มข้น และการรวมตัวกัน

ในกระบวนการที่สำคัญที่สุดในการทำให้เสียเปรียบ การบดประกอบด้วยการแยกส่วนแร่ เพื่อหาขนาดที่เพียงพอสำหรับการแยกออกในภายหลังในขั้นตอนการจำแนกประเภท ในการจำแนกประเภท ธัญพืชแบ่งออกเป็นสามประเภท: เม็ด, sinter-feed และ เม็ดอาหาร. ธัญพืชที่จำแนกเป็นเม็ดพร้อมที่จะใช้ในขั้นตอนสุดท้ายคือการได้รับธาตุเหล็ก Sinter-feed มันเป็น เม็ดอาหาร เป็นอนุภาคที่มีขนาดที่เล็กเกินกว่าจะนำไปใช้ในขั้นตอนสุดท้ายได้โดยตรง ดังนั้นพวกมันจึงต้องผ่านกระบวนการจับตัวเป็นก้อน

ในบริษัทเหมืองแร่ กระบวนการจับตัวเป็นก้อนจะกระทำโดยการอัดเป็นก้อน ซึ่งแร่แร่ที่ดีที่สุด (เม็ดอาหาร) ผ่านกระบวนการที่แปรสภาพเป็นเม็ด ทำให้สามารถใช้อนุภาคละเอียดและปรับปรุงประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตเหล็กได้

ในโรงถลุงเหล็ก กระบวนการจับตัวเป็นก้อนจะกระทำโดยการเผาผนึกซึ่งเป็นการอบชุบด้วยความร้อนของอนุภาคละเอียดของแร่ที่เรียกว่า ฟีดซินเตอร์ทำให้เกิดอนุภาค เผาซึ่งสามารถนำไปเข้าเตาหลอมได้

น้ำมีบทบาทสำคัญมากในเกือบทุกขั้นตอนของกระบวนการบำบัดแร่ ซึ่งถูกใช้อย่างมากในกระบวนการจับตัวเป็นก้อนและความเข้มข้น การใช้เทคนิคการลอยตัว ไฮโดรไซโคลน และการชะล้างเป็นขั้นตอนที่น้ำถูกใช้อย่างมาก ส่งผลให้เกิดสารตกค้างที่ยากต่อการบำบัด: กากตะกอน

ยากต่อการบำบัดของเสีย

นอกจากกระบวนการในการได้อะลูมิเนียมแล้ว เหล็กยังมีของเสียที่เป็นปัญหาอย่างมาก โดยมีทางเลือกเพียงเล็กน้อยในการบำบัด นั่นคือ กากตะกอน ตัวอย่างของปริมาณตะกอนที่ผลิตได้คือโครงการ Vargem Grande Itabiritos (ITMI VGR) ในเมืองมินัสเจอไรส์ ซึ่งสร้างกากตะกอนได้ 565 ตันต่อชั่วโมง

จุดหมายปลายทางที่พบบ่อยที่สุดสำหรับโคลนนี้ในบราซิลคือการกำจัดในอ่างเก็บน้ำกลางแจ้ง ตะกอนจะถูกขนส่งโดยปกติโดยใช้แรงโน้มถ่วงหรือสูบน้ำ ไปยังอ่างเก็บน้ำ เช่น สระว่ายน้ำซึ่งมีเขื่อนกั้นอยู่ ในอ่างเก็บน้ำเหล่านี้ ตะกอนจะถูกสะสมและแห้ง แต่จะไม่แข็งตัวอย่างสมบูรณ์

สารละลายนี้มีธาตุเหล็กและซิลิกอนออกไซด์ และอาจมีโลหะอื่นๆ ซึ่งไม่มีระดับความเป็นพิษขึ้นอยู่กับดินที่สกัด โคลนมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ทำให้องค์ประกอบทั้งหมดของดินเปลี่ยนแปลงไป ปล่อยให้อิ่มตัวด้วยสารประกอบเหล่านี้ แม้ว่าจะไม่แสดงความเป็นพิษโดยตรง แต่หากไปถึงแม่น้ำนอกจากจะสามารถส่งผลต่อค่า pH และองค์ประกอบของสารอาหารที่ละลายในน้ำแล้ว โคลนจะทำให้สิ่งแวดล้อมขุ่นมัว จึงป้องกันการแทรกซึมของแสงลงไปในน้ำและอาจถึงแก่ชีวิตได้ ขึ้นอยู่กับการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งส่งผลกระทบทางอ้อมต่อสิ่งแวดล้อมทั้งหมด

นอกจากการครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่ โคลนที่อิ่มตัวอย่างมากด้วยเหล็กและซิลิกอนออกไซด์แล้ว เขื่อนเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อสังคมและธรรมชาติของสภาพแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่ได้รับการตรวจสอบที่ไม่ดี หากโครงสร้างและการดูแลไม่ดี พวกเขาเสี่ยงต่อการแตกหักและก่อให้เกิดความเสียหายในพื้นที่ขนาดมหึมา ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ โคลนเมื่อถึงพื้นดินจะไม่เป็นพิษ แต่มันทำให้ดินมีบุตรยาก ทำลายพงและพืชพันธุ์ขนาดกลาง และยังสามารถฆ่าสัตว์ด้วยการไหลบ่าครั้งแรก

น่าเสียดายที่ในเดือนพฤศจิกายน 2015 บราซิลมีตัวอย่างความหายนะด้วยการถล่มของเขื่อน Samarco ในรัฐมาเรียนา (MG) ทำความเข้าใจว่ากรณีนี้เป็นอย่างไรและเกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร อีกตัวอย่างหนึ่งที่โชคร้ายคือการล่มสลายของเขื่อนหางแร่ของบริษัท Vale ในปี 2019 เช่นกันที่ Minas Gerais ใน Brumadinho และด้วยต้นทุนมนุษย์ที่สูงกว่าในกรณีของ Mariana เข้าใจรายละเอียดของคดีและผลกระทบที่เกิดขึ้น

ขอบเขตของการทำลายล้าง

เหมืองแร่เหล็กครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่มาก สร้างความหายนะให้กับดิน ป่าไม้ สัตว์ และเพื่อการบรรเทาทุกข์ตามธรรมชาติในพื้นที่นั้น และอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคด้วย มีผลอีกอย่างหนึ่งที่สามารถขยายระยะทางเป็นกิโลเมตรซึ่งเกี่ยวข้องกับการขนส่งแร่นี้: ทางรถไฟ

อาจดูเหมือนไม่ใช่ปัญหาใหญ่ แต่การขนส่งแร่เหล็กไปยังท่าเรือหลักเพื่อการส่งออกทำได้โดยทางรถไฟเท่านั้น ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการขนส่งแร่นี้โดยเฉพาะ เนื่องจากบราซิลส่งออกแร่เกือบทั้งหมดที่สกัดได้ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างทางรถไฟที่เชื่อมเหมืองกับท่าเรือ นอกจากความหายนะที่เกิดจากการก่อสร้างทางรถไฟแล้ว มลภาวะทางเสียงที่เกิดขึ้นยังส่งผลกระทบอย่างมากต่อบรรดาสัตว์ประจำภูมิภาคที่รถไฟผ่าน ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากประเภทของการขนส่ง

การแปรรูปแร่

หลังจากผ่านกรรมวิธีและได้ขนาดที่ต้องการแล้ว แร่เหล็กจะถูกนำไปเพื่อให้ได้เหล็กที่เป็นโลหะในโรงถลุงเหล็ก เนื่องจากเหล็กบริสุทธิ์ไม่มีผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูง แร่เหล็กที่สกัดได้เกือบทั้งหมดถูกกำหนดไว้สำหรับการผลิตเหล็ก ซึ่งเป็นเหล็กที่มีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนต่ำในโครงสร้าง

โรงงานเหล็กแบ่งออกเป็นสองประเภท: โรงสีแบบบูรณาการและโรงสีกึ่งรวม

พืชแบบบูรณาการ

ในนั้นเหล็กจะผลิตจากแร่เหล็ก โดยพื้นฐานแล้ว กระบวนการเพื่อให้ได้ธาตุเหล็กเกิดขึ้นในปฏิกิริยาของแร่เหล็ก (ปัจจุบันเป็นเหล็กออกไซด์) และคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ในเตาหลอมที่เรียกว่าเตาหลอม หลังจากเผาแล้ว แร่เหล็กจะมีขนาดพอเหมาะที่จะนำไปแปรรูปในเตาถลุงเหล็ก และยังมีหินปูนเป็นส่วนประกอบอีกด้วย สำหรับกระบวนการนี้ จำเป็นต้องใช้ถ่านซึ่งจะได้รับการบำบัดเพื่อขจัดสิ่งสกปรกที่ไม่ต้องการและเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการ

หลังจากบำบัดแล้วจะเรียกถ่านหินว่าโค้ก เมื่อเทลงในเตาหลอมเหลว โค้กจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ฉีดเข้าไปในเตาหลอม ทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับเหล็กออกไซด์ (มีอยู่ในแร่) ส่งผลให้เหล็กเป็นโลหะ (Fe0) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หินปูนที่มีอยู่ในแร่ทำหน้าที่ลดจุดหลอมเหลวของธาตุอื่น ๆ ที่มีอยู่ ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าตะกรัน และปล่อยให้มีการแยกตัวด้วยความหนาแน่น ในตอนท้ายของกระบวนการ เหล็กหมูจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งเป็นโลหะผสมที่เปราะที่เกิดจากเหล็กและคาร์บอน แต่เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนอยู่ที่ประมาณ 5% ที่โรงงานเหล็ก มีหน่วยของโรงถลุงเหล็กซึ่งมีเครื่องจักรที่จำเป็นในการดำเนินการตามกระบวนการที่อธิบายไว้ เหล็กหมูถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็กและโลหะผสมประเภทต่างๆ โดยการเพิ่มหรือกำจัดองค์ประกอบ ในโครงสร้างโลหะผสมจึงได้คุณสมบัติที่แตกต่างกัน

พืชกึ่งบูรณาการ

นี่คือที่ที่ผลิตเหล็กจากเศษโลหะ โดยการใช้กระแสไฟฟ้า เศษโลหะจะถูกทำให้ร้อนจนละลาย ภายหลังผ่านการเป่าด้วยออกซิเจนเพื่อขจัดสิ่งสกปรก ขึ้นอยู่กับที่มาของเศษเหล็ก จำเป็นต้องผ่านกรรมวิธีต่างๆ เพื่อขจัดสิ่งสกปรกและเพื่อให้ได้เหล็กที่ต้องการ

คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตเหล็กสุกร ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ในทางทฤษฎี โดยไม่คำนึงถึงคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของหินปูน จะมีเพียงคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) กับเหล็กออกไซด์ สำหรับทุกๆ 1 กิโลกรัมของเหล็กที่ผลิต จะมีการปล่อย CO2 ประมาณ 1.1 กิโลกรัม ตามรายงานปี 2014 ของ Instituto Aço Brasil ในปี 2013 มีการปล่อย CO2 50 ล้านตันจากการผลิตเหล็กในบราซิล โดยมีอัตราส่วนที่ออก CO2 ออก 1.7 ตันสำหรับการผลิตเหล็กทุกๆ 1 ตัน

เพื่อทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าสำหรับสุกร โปรดดูวิดีโอที่ผลิตโดย PUC Rio โดยร่วมมือกับกระทรวงศึกษาธิการ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และกองทุนพัฒนาการศึกษาแห่งชาติ:

รีไซเคิล

เช่นเดียวกับการรีไซเคิลวัสดุต่างๆ การรีไซเคิลเศษเหล็กจะใช้พลังงานน้อยกว่าการผลิตในอุตสาหกรรมแบบบูรณาการ นอกเหนือจากการนำสิ่งที่จะเสียในสิ่งแวดล้อมกลับมาใช้ใหม่และหลีกเลี่ยงการปล่อย CO2 จำนวนมากสู่ชั้นบรรยากาศ เหล็กสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 100% ไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติหรือสูญหายระหว่างกระบวนการรีไซเคิล

เนื่องจากเหล็กเป็นโลหะแม่เหล็ก จึงสามารถใช้แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแยกเหล็กออกจากโลหะอื่นๆ ที่ผสมกันได้ แม้จะมีความเป็นไปได้ที่จะแยกเหล็กออกจากโลหะหรือสิ่งเจือปนอื่นๆ แต่ขอแนะนำว่าควรให้เหล็กสะอาดเมื่อส่งไปรีไซเคิล เพื่อไม่ให้ขยะอินทรีย์และดินเป็นอุปสรรคต่อกระบวนการ

เหล็กสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ เมื่อคุณทิ้งเหล็กลงในคอลเลกชันที่เลือกสรรแล้ว เหล็กก็สามารถกลับคืนสู่บ้านของคุณได้ไม่จำกัดเวลา ในรูปแบบของกรรไกร ลูกบิดประตู ลวด รถยนต์ ตู้เย็น หรือแม้แต่กระป๋อง มีเพียงไม่กี่ประเภทเท่านั้น เช่น ตัวทำละลาย สี และส่วนประกอบอื่นๆ ที่มีสารประกอบที่เป็นอันตรายซึ่งต้องส่งคืนให้กับผู้ผลิตเพื่อให้สามารถทำความสะอาดของเสียก่อนส่งกลับไปใช้ซ้ำ

ดูสถานที่ทิ้งเศษเหล็ก เศษเหล็ก และขยะประเภทอื่นๆ