Minérios de ferro

O ferro é um dos elementos mais abundantes na natureza, sendo obtido a partir de rochas denominadas minério de ferro.

Entre os minérios de ferro mais comuns estão a hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita (Fe2O3 . H2O) e a siderita (FeCO3). Os sulfetos de ferro, como é o caso da pirita (FeS2) também são abundantes, no entanto, não podem ser destinados à extração e produção de ferro, pois o enxofre altera importantes propriedades do ferro e do aço.

Observe que o ferro nunca aparece puro nessas rochas, mas combinado com outros elementos químicos. Assim sendo, o aproveitamento econômico é maior quando o teor de ferro de um minério também for alto. A hematita e magnetita, por exemplo, são altamente aproveitadas porque contêm um expressivo teor de ferro: 70% e 72%, respectivamente. Já a siderita tem um aproveitamento menor, pois seu teor de ferro chega a 48%, apenas.

O método mais utilizado na produção de ferro é o alto-forno. Nesse processo, o alto-forno é carregado, inicialmente, com carvão coque, que entrará em combustão e aquecerá o alto-forno antes que sejam depositadas as camadas de minério. Em seguida, uma mistura de minério de ferro, carvão coque e calcário (que serve como fundente) é depositada nos altos-fornos, e uma corrente de ar é injetada na parte inferior, de modo a facilitar a combustão do carvão coque.

A combustão do carvão coque produz monóxido de carbono, que reage com o minério de ferro, reduzindo-o a ferro sólido. Dessa forma, dizemos que o monóxido de carbono é o agente redutor do minério de ferro.

Na parte inferior do alto-forno, forma-se a escória, um subproduto composto por diversas impurezas e metassilicato (CaSiO3), que, após ser resfriada e solidificada, pode ser utilizada em pavimentações e na fabricação do cimento. Além da escória, forma-se também o ferro gusa, que contêm de 2% a 5% de carbono e, normalmente, é purificado para produzir o aço.

Embora o minério de ferro seja abundante no planeta, as jazidas são distribuídas em poucos países. O Brasil detêm 8,3% do total de reservas mundiais de minérios de ferro, o que corresponde a aproximadamente 17 bilhões de toneladas, sendo a quinta maior reserva do mundo. A Serra dos Carajás, localizada no estado do Pará é considerada a maior jazida de minério de ferro do mundo.

Referências:
FELTRE, Ricardo. Química volume 2. São Paulo: Moderna, 2005.
USBERCO, João, SALVADOR, Edgard. Química volume único. São Paulo: Saraiva, 2002.
http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/conhecimento/setorial/ferro.pdf
ftp://ftp.cefetes.br/cursos/EngenhariaMetalurgica/Marcelolucas/Disciplinas/Reducao/ENSAIOS.pdf