¿Por qué se usa el carbono como agente reductor en la metalurgia?

¡Buena pregunta!

  • El carbono es un buen agente reductor, especialmente a temperaturas más altas, porque no es un metal y se combina con el oxígeno y forma sus óxidos gaseosos no metálicos.
  • Su dióxido de CO2 es un gas, se escapa, por lo tanto, es un buen subproducto ya que no tenemos que separarlo más. Entonces, nos quedamos con un metal comparativamente mucho más puro al final en comparación con los agentes reductores metálicos que dejan atrás los óxidos metálicos fundidos mezclados con el metal extraído.
  • El monóxido de CO como agente reductor también reduce los minerales de óxido de metal a su metal. Por ejemplo: en la fundición del mineral de hierro en el alto horno.
  • Desde el punto de vista del potencial electroquímico (serie Reactividad): el carbono está por encima de muchos metales importantes (por ejemplo, zinc, hierro, cobre, plata, oro) y, por lo tanto, podría usarse para reducir sus óxidos para extraer el metal de ellos.

Es por eso que el carbono / coque se usa ampliamente en la metalurgia extractiva. Como en la serie de reactividad, el hidrógeno también es un buen agente reductor (no metálico) para el cobre, la plata y el oro, pero falla para el hierro y el zinc y, en ese caso, se usa carbono.

La energía del siguiente proceso genérico:

[matemáticas] 2 MO + C \ rightleftharpoons CO_ {2} + 2 M [/ matemáticas]

son lo suficientemente favorables para que el equilibrio se encuentre principalmente a la derecha. Al ser el dióxido de carbono un gas que no reacciona fácilmente con el metal en su mayoría líquido, se escapa fácilmente.

Una consideración importante en los procesos metalúrgicos a gran escala como la extracción de hierro es el costo, el carbono en forma de coque, que a su vez proviene del carbón, es un agente reductor bastante barato. Es por eso que las fábricas de acero y hierro están situadas cerca de minas de carbón o conectadas con ellas para garantizar un suministro.

¿Por qué el carbono se usa como agente reductor?

1. Para derretir los minerales, por ejemplo, el mineral de hierro requiere una temperatura muy alta. (1650C) y, por lo tanto, el calor muy intenso que proporciona el carbono como carbono no solo actúa como agente reductor sino que también sirve como combustible

2. Siendo más barato y disponibilidad en gran cantidad en forma de carbón.