Trong công nghiệp luyện kim, gang được sản xuất bằng phương pháp luyện kim đen

Trong công nghiệp luyện kim, gang được sản xuất bằng phương pháp luyện kim đen trong lò cao hoạt động liên tục. Giả sử một mẻ lò cao sản xuất 56 tấn gang chứa 96% sắt và 4% carbon về khối lượng. Để vận hành mẻ luyện gang này, người ta nạp vào lò quặng hematite (chứa 96% Fe₂O₃ về khối lượng còn lại là SiO₂), than cốc (chứa 90% carbon về khối lượng còn lại là tạp chất trơ) và đá vôi kỹ thuật (chứa 95% CaCO₃ về khối lượng còn lại là tạp chất trơ) vừa đủ để chuyển hóa hoàn toàn SiO₂ thành xỉ. Đồng thời, người ta thổi vào lò 95193,6 m³ không khí giàu oxygen (chứa 25% O₂ và 75% N₂ về thể tích) để đốt cháy than cốc nhằm cung cấp nhiệt lượng và tạo ra chất khử. Khí thoát ra ở đỉnh lò cao chỉ gồm ba khí N₂, CO₂ và CO, trong đó N₂ chiếm 53,57% về thể tích. Biết toàn bộ nguyên tố Fe trong quặng được khử và chuyển vào gang; các tạp chất trơ không tham gia phản ứng và được hòa tan hoàn toàn trong xỉ lỏng. Các khí thoát ra ở điều kiện chuẩn, tỉ lệ về thể tích cũng bằng tỉ lệ về số mol.
a) Viết phương trình hóa học xảy ra ở các quá trình tạo chất khử, khử Fe₂O₃ và tạo xỉ.
b) Tính khối lượng quặng hematite (tấn) và khối lượng đá vôi kỹ thuật (tấn) tối thiểu đã nạp vào lò cao.
c) Tính khối lượng than cốc (tấn) tối thiểu đã tiêu thụ cho mẻ sản xuất trên.
d) Tín chỉ carbon là một loại “giấy phép”, theo quy ước, 1 tín chỉ carbon cho phép doanh nghiệp được quyền phát thải 1 tấn CO₂ vào khí quyển (1 mol CO cũng được quy đổi thành 1 mol CO₂). Theo luật, mức phát thải CO₂ miễn phí là 1,5 tấn CO₂/tấn gang. Nếu vượt quá mức phát thải miễn phí, phải mua thêm tín chỉ carbon, giá của mỗi tín chỉ carbon trên sàn giao dịch hiện tại là 250000 VND. Tính số tiền (VND) mà nhà máy phải bỏ ra để mua thêm tín chỉ carbon khi sản xuất lượng gang trên.