Lò cao là hệ thống được sử dụng để tách sắt (Fe, iron) khỏi oxide sắt tạo thành gang.

Lò cao là hệ thống được sử dụng để tách sắt (Fe, iron) khỏi oxide sắt tạo thành gang. Nguyên liệu sản xuất gang (hợp kim của Fe và C) là quặng sắt (thường là quặng hematite, Fe₂O₃), than cốc (C, carbon) và chất tạo xỉ như: CaCO₃, SiO₂,… Các nguyên liệu này được xếp thành từng lớp xen kẽ di chuyển chậm từ miệng lò xuống đáy lò và được tiếp xúc với luồng không khí nóng thổi từ dưới đáy lò lên.
a) Các phát biểu sau đây là đúng (Ð) hoặc sai (S):
i) Trong lò cao, nguyên liệu đi từ trên xuống và dòng không khí nóng đi từ dưới lên là nguyên tắc ngược dòng để tối ưu hoá hiệu suất trao đổi nhiệt và phản ứng.
ii) Sản xuất gang trong lò cao là một trong những ngành công nghiệp nặng tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất cao, đặc biệt là ô nhiễm không khí và chất thải rắn.
b) Quá trình tách sắt khỏi oxide sắt trong lò cao rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, áp suất, thành phần các chất phản ứng,… ở mỗi bộ phận của lò cao. Viết phương trình hoá học phản ứng xảy ra ở các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang như sau:
i) Quá trình tạo chất phản ứng (chất khử) từ than cốc: than cốc được làm nóng trước khi đưa vào miệng lò, khi di chuyển đến phần dưới của lò tiếp xúc với luồng không khí nóng, than cốc cháy rất mạnh tạo thành carbon dioxide. Do lượng than cốc lớn nên carbon dioxide ngay lập tức phản ứng với than cốc để tạo thành carbon monoxide.
ii) Quá trình oxide sắt tác dụng với chất khử (quá trình khử oxide sắt) theo sơ đồ sau:

(∗)

iii) Quá trình tạo xỉ theo sơ đồ sau:

c) Từ 10 kg quặng hematite (chứa 25% tạp chất) thực hiện quá trình khử oxide sắt theo sơ đồ (∗), với hiệu suất toàn bộ quá trình là 80%. Tính thể tích (Lít) carbon dioxide sinh ra từ sơ đồ (∗) ở 400 °C, 1 bar; 1 bar = 0,987 atm.