दुनिया भर में लौह अयस्क वितरण - UPSC PDF Download

आयरन और स्टील उद्योग के स्थान को प्रभावित करने वाले कारक

• कच्चा माल - लौह अयस्क, कोयला, चूना पत्थर, आदि।
• परिवहन और अन्य बुनियादी ढांचे - सड़क, रेल, बंदरगाह आदि।
• निवेश और उद्यमिता = बैंकिंग सुविधाएं, प्रबंधकीय भूमिकाओं के लिए मानव पूंजी।
• श्रम - मैनुअल संचालन के लिए अर्ध-कुशल कर्मचारियों के लिए अकुशल, तकनीकी कार्यों के लिए कुशल कार्यबल।
• बाजार - निर्माण उद्योग, ऑटोमोबाइल उद्योग आदि।
• सरकार की नीति - विकास एजेंडा, भूमि अधिग्रहण, व्यापार करने में आसानी = श्रम कानून, असंदिग्ध और निष्पक्ष कराधान नीति, कम से कम सरकारी हस्तक्षेप, कम लालफीताशाही, त्वरित पर्यावरणीय मंजूरी।

लौह अयस्क - कच्चा माल

नीचे दिया गया डेटा प्रीलिम्स के लिए महत्वपूर्ण है [मुख्य में कुछ तर्क आधारित सवालों के जवाब देने में मददगार होगा]

• लौह और इस्पात उद्योग के स्थान को प्रभावित करने वाले कारकों के बारे में समझने के लिए, हमें लौह अयस्क गलाने के बारे में समझना होगा।
• गलाने से अयस्क को धातु में परिवर्तित करने की एक प्रक्रिया है।

आमतौर पर लौह अयस्क में अशुद्धियाँ पाई जाती हैं

➤  सिलिकॉन

• कम मात्रा में पाया जाता है।
• स्टील की मजबूती और कठोरता को थोड़ा बढ़ा देता है।
• डी-ऑक्सीकरण एजेंट ==> छोटी मात्रा के रूप में कार्य करता है। [ऑक्साइड से लोहे की ताकत कम हो जाती है]

➤ सल्फर

• एक बहुत हानिकारक तत्व ।
• फॉर्म्स आयरन सल्फाइड जो बहुत भंगुर होता है
• स्टील की ताकत को बहुत कम करना ==> बहुत बुरा।

➤ फॉस्फोरस

• आयरन के साथ मिलकर एक फॉस्फाइड बनाता है।
• यह स्टील की कठोरता और तन्यता को बढ़ाता है।
• यह गंभीरता से सदमे या प्रभाव ==> खराब की लचीलापन और प्रतिरोध को प्रभावित करता है।

➤ सीसा

• स्टील की मशीनेबिलिटी को बेहतर बनाने के लिए स्टील के सभी वर्गों में जोड़ा गया।
• यह उपकरण जीवन में सुधार करता है ==> छोटी मात्रा अच्छी है।

➤ मैंगनीज

• एक शक्तिशाली और सबसे प्रभावी डी-ऑक्सीडेंट ।
• सल्फर ==> छोटी मात्रा पर अच्छा प्रभाव पड़ता है।

➤ विश्वास करो

यह एक कम गलनांक वाली भंगुर फिल्म के रूप में होती है, जो स्टील को व्यावहारिक रूप से बेकार बना देती है ।

➤ ऑक्सीजन

• स्टील के गुणों पर बुरा प्रभाव पड़ता है ==> बहुत बुरा है। [ऑक्साइड्स आयरन और स्टील को कमजोर बनाते हैं ]

अशुद्धियों में से, कुछ लाभकारी होते हैं जब कम मात्रा में मौजूद होते हैं, जबकि अन्य हानिकारक होते हैं, कोई फर्क नहीं पड़ता कि उनका अनुपात क्या है।

तो, अवांछित अशुद्धियों को हटा दिया जाना चाहिए और ब्लास्ट फर्नेस में लौह अयस्क को गलाने के द्वारा किया जाता है ।

ब्लास्ट फर्नेस में वास्तव में क्या होता है?

• एक ब्लास्ट फर्नेस में, ईंधन (कोक), लौह अयस्क और फ्लक्स (चूना पत्थर) लगातार भट्ठी के शीर्ष के माध्यम से आपूर्ति की जाती है।
• हवा का एक गर्म विस्फोट (कभी-कभी ऑक्सीजन संवर्धन के साथ) निचले खंड में उड़ा दिया जाता है।
• एक ब्लास्ट फर्नेस में, लोहे के आक्साइड को तरल लोहे में परिवर्तित किया जाता है जिसे "हॉट मेटल" कहा जाता है।

[आक्साइड लोहे को भंगुर बनाते हैं। लोहे को मजबूत बनाने के लिए आक्साइड को निकालने की आवश्यकता होती है]

ब्लास्ट फर्नेस में इनपुट

• अयस्क == लौह अयस्क,
• ईंधन == कोक,
• फ्लक्स == चूना पत्थर,

उत्पादन

• अंतिम उत्पाद एक तरल लावा, तरल लोहा (पिग आयरन) और गैसें।

लाभकारी = लोहे की एकाग्रता में सुधार

• अयस्क या तो हेमाटाइट (Fe2O3) या मैग्नेटाइट (Fe3O4) है और लोहे की सामग्री 50% से 70% तक है।
• इस लौह समृद्ध अयस्क को बिना किसी प्रसंस्करण के सीधे ब्लास्ट फर्नेस में चार्ज किया जा सकता है।
• लौह अयस्क जिसमें लौह तत्व कम होता है, इसकी लौह सामग्री को बढ़ाने के लिए संसाधित या लाभकारी होना चाहिए।

[लाभप्रदता è लौह अयस्क की सांद्रता में सुधार करता है]

कोक और क्यों नहीं गलाने में कोयला?

• अशुद्धियों को अलग करने के लिए, लोहे को पिघलाने की आवश्यकता होती है।
• कोक वह ईंधन है जो लोहे को पिघलाता है।
• कोयले में कई अशुद्धियाँ होती हैं और सबसे खतरनाक एक सल्फर है।
• कोक का उत्पादन करने के लिए कोयला पकाया जाता है। इस प्रक्रिया को विनाशकारी आसवन कहा जाता है ।
• कोक कुछ अशुद्धियों और एक उच्च कार्बन सामग्री के साथ एक ईंधन है ।
• पके हुए कोयले, जिसे कोक कहा जाता है, में 90 से 93% कार्बन, कुछ राख और सल्फर होता है लेकिन कच्चे कोयले की तुलना में बहुत मजबूत होता है।

चूना पत्थर की भूमिका = गंधक निकालें

• यह प्रवाह के रूप में कार्य करता है ( विशेष रूप से गलाने में पिघलने के बिंदु को कम करने के लिए एक ठोस के साथ मिश्रित पदार्थ )।
• चूना पत्थर पिघला देता है और सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करके स्लैग (सभी ठोस और तरल अशुद्धियाँ) बनाता है।

[चूना पत्थर सल्फर से शादी करता है और इसे लोहे से दूर ले जाता है == बहुत अच्छा]

सीएसीओ ₃ = सीएओ + सीओ ₂

इस प्रतिक्रिया से गठित सीएओ का उपयोग लोहे से सल्फर को हटाने के लिए किया जाता है।

FeS + CaO + C = CaS + FeO + CO

• कैस  [नवविवाहित जोड़े] लावा का हिस्सा बन जाता।
• स्लैग किसी भी शेष सिलिका (SiO2), एलुमिना (Al2O3), मैग्नेशिया (MgO) या Calcia (CaO) से भी बनता है, जो लौह अयस्क या कोक के साथ प्रवेश करता है।
• तरल स्लैग तब भट्टी के नीचे तक जाता है जहां यह कम घने होने पर तरल लोहे के ऊपर तैरता है।

कटौती = ऑक्सीजन निकालें

• रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला द्वारा लोहे के आक्साइड में ऑक्सीजन को कम (हटा) दिया जाता है।
• 3Fe ₂ O ₃ + CO = CO ₂ + 2Fe ₃ O ₄
• Fe ₃ O ₄ + CO = CO ₂ + 3FeO
• FeO + CO = CO ₂ + Fe

CO या CARBON MONOXIDE का निर्माण कोक जलाने से होता है।

तो CO और CO ₂ गैसीय प्रदूषक हैं जो ब्लास्ट फर्नेस से निकलते हैं।

कच्चा लोहा

• पिग आयरन, लौह अयस्क को गलाने का मध्यवर्ती उत्पाद है।
• आयरन (Fe) = 93.5 - 95.0%
• सिलिकॉन (Si) = 0.30 - 0.90%
• सल्फर (एस) = 0.025 - NAB%
• मैंगनीज (एमएन) = 0.55 - 0.75%
• फास्फोरस (पी) = 0.03 - 0.09%
• टाइटेनियम (टीआई) = ०.०२ - ०.०६%
• कार्बन (C) = 4.1 - 4.4% [कार्बन सामग्री को अलग करके स्टील की ताकत अलग-अलग हो सकती है]

कच्चा लोहा

• कार्बन सामग्री 2% से अधिक ।
• कार्बन (C) और सिलिकॉन (Si) मुख्य मिश्र धातु तत्व हैं।
• कच्चा लोहा हो जाता है
• अनुप्रयोगों: मोटर वाहन उद्योग भागों, कच्चा लोहा पैन।

इस्पात

कार्बन सामग्री 2.1% (वजन से) तक है।

स्टेनलेस स्टील

• बड़े पैमाने पर 5% क्रोमियम सामग्री के साथ स्टील मिश्र धातु ।
• निकेल स्टील मिश्र धातु का एक और महत्वपूर्ण तत्व है।
• इसमें मैंगनीज, मोलिब्डेनम और अन्य धातुएं भी शामिल हैं ।
• स्टेनलेस स्टील साधारण स्टील के रूप में पानी के साथ आसानी से जंग, दाग या दाग नहीं करता है।

लोहा

• कच्चा लोहा अपना तैयार आकार ग्रहण करता है जिस क्षण तरल लोहा मिश्र धातु सांचे में ठंडा हो जाता है।
• गढ़ा हुआ लोहा तरल पदार्थ को कुछ स्लैग के साथ मिलाकर एक बहुत ही अलग सामग्री है ।
• परिणाम एक लौह मिश्र धातु है जिसमें बहुत कम कार्बन सामग्री होती है ।
• कच्चा लोहा लोहे की तुलना में नरम होता है और बहुत कम कठोर होता है, इसलिए आप इसे अपेक्षाकृत आसानी से आकार देने के लिए इसे गर्म कर सकते हैं, और इसमें जंग लगने का खतरा भी बहुत कम होता है।
• 19 वीं शताब्दी के मध्य में बड़ी मात्रा में स्टील बनाने में महारत हासिल करने से पहले लोग लोहे का इस्तेमाल करते थे।
• दुनिया भर में लौह अयस्क वितरण
• चीन में लौह अयस्क - मंचूरिया, सिंकियांग, सी-कियांग, शांडोग प्रायद्वीप।