# 4.5 Verwerking

Hoogoven

De productie van ijzer uit ijzererts gebeurt in hoogovens. Een doorsneetekening van een hoogoven staat in de figuur hieronder. We nemen aan dat het ijzererts waarover de opgave gaat bestaat uit Fe2O3. Onderin de hoogoven bij A reageert de cokes (koolstof) met zuurstof. Het koolstofmono- oxide dat hierbij ontstaat, reageert met Fe2O3. Hierbij ontstaan uitsluitend ijzer en koolstofdioxide.

a. Geef de systematische naam van de stof met formule Fe2O3. Geef daarbij de lading van het ijzerion aan met een Romeins cijfer.

b. Geef de vergelijking van de reactie waarbij ijzer wordt gevormd uit koolstofmono-oxide en Fe2O3.

c. Is deze reactie een redoxreactie? Geef een verklaring voor je antwoord door de ladingen van de deeltjes vóór en na de reactie te vergelijken.

d. Leg aan de hand van de tekening en Binas-tabel 39 uit welke temperatuur (in K) onderin de hoogoven (bij B) minimaal heerst.

Het ijzer dat op deze wijze ontstaat noemt men ruwijzer. Ruwijzer bevat 4,2 massaprocent koolstof. Door dit hoge koolstofgehalte is ruwijzer hard en bros. Het koolstofgehalte wordt verlaagd door een hoeveelheid schroot (afvalijzer, dat gedeeltelijk bestaat uit Fe2O3) door het vloeibare ruwijzer te mengen. Hierbij treedt een reactie op tussen het Fe2O3 en de koolstof waarbij onder andere ijzer ontstaat.

e. Bereken hoeveel kg Fe2O3 nodig is om 10 kg koolstof te verwijderen. Neem aan dat Fe2O3 en koolstof met elkaar reageren in de molverhouding Fe2O3 : C = 2 : 3.

In de praktijk mengt men het ruwijzer niet alleen met schroot maar leidt men ook een gas door om het koolstofgehalte te verlagen.

f. Geef de naam van het gas dat wordt doorgeleid om het koolstofgehalte verder te verlagen.

Goudwinning

Het metaal goud komt in de natuur meestal voor in de vorm van gouderts. Hierin zitten korreltjes goud vast aan gesteente. Bij de winning van goud uit gouderts maakt men gebruik van een oplossing van natriumcyanide (NaCN). In deze oplossing zijn Na+ ionen en CN- ionen aanwezig. Het gesteente met de daaraan vastzittende korreltjes goud wordt fijngemalen en toegevoegd aan een overmaat natriumcyanideoplossing. Door het ontstane mengsel wordt lucht geleid zodat een reactie optreedt waarbij [Au(CN)2]- ionen worden gevormd. Men kan zich voorstellen dat een [Au(CN)2]- ion is opgebouwd uit een goudion en twee cyanide-ionen.

a. Leid af wat de lading is van het goudion in een [Au(CN)2]- ion.

De tijd die nodig is om alle goud te laten reageren, hangt af van de korrelgrootte van het fijngemalen goudbevattende gesteente.

b. Leg uit of het met kleine korreltjes korter of langer duurt om (bij dezelfde temperatuur) dezelfde hoeveelheid goud te laten reageren dan met grotere korreltjes.

Het gesteente, dat niet opgelost is, wordt gescheiden van de ontstane oplossing.

c. Welke scheidingsmethode is hiervoor geschikt?

Aan de verkregen oplossing wordt een overmaat zinkpoeder toegevoegd. Dan vindt de volgende reactie plaats:

2 [Au(CN)2]- + Zn → 2 Au + [Zn(CN)4]2-

d. Bereken hoeveel kg zink volgens deze reactie heeft gereageerd voor de vorming van 10 kg goud.