철광석

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철광석(鐵鑛石)은 일반적으로 철(Fe)를 함유한 광석을 지칭하는 말이다. 이를 줄여서 철광(鐵鑛)이라고 부르기도 한다.

자철석, 적철석, 갈철석 등을 두루 일컫는 말이기도 하다. 때로는 능철석도 일컫는다.

자원과 분포[편집]

철광석 자원은 러시아,중국(안산,다예),미국(메사비),인도(비하르.오리사 주), 오스트레일리아(마운트뉴먼),스웨덴(키루나),프랑스(로렌),브라질 등에 분포되어 있다.

최대 생산국과 최대 소비국은 중국이다.

제철 과정[편집]

산화철 형태로 채굴된 철광석에서 순수한 철을 뽑아 사용하려면 산화철을 환원시켜야 한다. 따라서 용광로코크스와 산화철과 석회석을 넣고 용광로 내로 강한 열풍을 가해 준다.

그러면 곧 환원제로 작용할 코크스가 산화되고

\mathrm{2C + O_2 \ \to\ 2CO}

불순물(규소)를 제거하게될 석회석이 열분해되어 생석회를 만든다.

\mathrm{CaCO_3 \ \to\ CaO + CO_2}

다음으로 CO가 산화되며 철을 환원시킨다.

\begin{align}
\mathrm{3Fe_2O_3 + CO} &\to& \mathrm{2Fe_3O_4 + CO_2} \\
\mathrm{ Fe_3O_4 + CO} &\to& \mathrm{3FeO    + CO_2} \\
\mathrm{ FeO     + CO} &\to& \mathrm{ Fe     + CO_2}
\end{align}

또, 생석회가 산화철에 붙어있던 규소를 슬래그(slag)형태로 가라앉힌다.(규소가 함유되면 철의 강도가 떨어진다.)

\mathrm{CaO + SiO_2 \ \to\ CaSiO_3}

생성된 \mathrm{CO_2}는 방출되고, 순수한 선철(Fe)과 슬래그가 빠져나온다.(밀도는 슬래그<선철이므로 쉽게 분리할 수 있다.)