than cốc   là 1 trong những nhiên liệu cho quá tŕnh luyện gang

=> Chọn B

Nguyên tắc chung để sản xuất gang : Khử sắt trong oxit bằng co ở nhiệt độ cao. Trong lò cao, sắt có hoá trị cao bị khử dần đến sắt có hoá trị thấp theo sơ đồ :

Fe 2 O 3  →  Fe 3 O 4  → FeO → Fe

Người ta nạp nguyên liệu vào lò cao thành từng lớp than cốc và lớp quặng (và chất chảy) xen kẽ nhau. Không khí nóng được đưa vào từ phía trên nồi lò đi lên.

Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang.

- Phản ứng tạo chất khử co : Không khí nóng được nén vào lò cao, đốt cháy hoàn toàn than cốc : C +  O 2  → CO 2

Khí  CO 2  đi lên trên, gặp than cốc, bị khử thành co :

CO 2  + C → 2CO

- CO khử sắt trong oxit sắt

3 Fe 2 O 3  + CO → 2 Fe 3 O 4  +  CO 2

Fe 3 O 4  + CO → 3FeO +  CO 2

FeO + CO → Fe +  CO 2

Sắt nóng chảy hoà tan một phần C, Si, P và S tạo thành gang.

Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện gang thành thép sẽ Không khí giàu oxi hoặc oxi sẽ oxi hoá lần lượt các tạp chất trong gang nóng chảy,

Trước hết, silic và mangan bị oxi hoá :

Si +  O 2  → Si O 2  ; 2Mn +  O 2  → 2MnO.

Tiếp đến cacbon, lun huỳnh bị oxi hoá :

2C +  O 2  → 2CO ; S +  O 2  → S O 2 .

Sau đó photpho bị oxi hoá : 4P + 5 O 2  → 2 P 2 O 5

Sau khi các tạp chất trong gang bị oxi hoá hết, sẽ có một phần sắt bị oxi hoá :

2Fe +  O 2  → 2FeO

Trước khi kết thúc quá trình luyện gang thành thép, cần thêm vào lò một lượng gang giàu mangan nhằm 2 mục đích sau :

- Mn khử sắt(II) trong FeO thành sắt : Mn + FeO → Fe + MnO.

- Gia tăng một lượng nhất định cacbon trong sắt nóng chảy để được loại thép có hàm lượng cacbon như ý muốn.

Khối lượng  Fe 2 O 3  trong quặng : 200 x 30/100 = 60 tấn

Khối lượng  Fe 2 O 3  tham gia phản ứng : 60x96/100 = 57,6 tấn

Phương trình của phản ứng luyện gang :

Fe 2 O 3  + 3CO → 2Fe + 3 CO 2

m Fe  = x gam

Theo phương trình ta có: Cứ 160g  Fe 2 O 3  thì tạo ra 112g Fe

⇒ Khối lượng của  Fe 2 O 3  = 57,6

⇒ x = 57,6x112/160 = 40,32 tấn

Lượng sắt này hoà tan một số phụ gia (C, Si, P, S...) tạo ra gang. Khối lượng sắt chiếm 95% gang. Vậy khối lượng gang là : 40,32x100/95 = 42,442 tấn

\(m_{Fe_2O_3} = 100.1000.80\% = 80 000(kg)\\ m_{Fe_2O_3\ phản\ ứng} = 80 000.90\% = 72000(kg)\\ n_{Fe_2O_3\ phản\ ứng} = \dfrac{72000}{160} = 450(kmol)\)

Bảo toàn nguyên tố với Fe :

\(n_{Fe} = 2n_{Fe_2O_3} = 900(kmol) \Rightarrow m_{Fe} = 900.56 = 50400(kg)\\ \Rightarrow m_{gang} = \dfrac{50400}{95\%} = 53052,6(kg)\)

\(m_{Fe_3O_4}=100000.80\%=80000(kg)\\ n_{Fe_3O_4(phản ứng)}=\dfrac{80000}{232}.93\%=320,69(kmol)\\ \Rightarrow n_{Fe}=3n_{Fe_3O_4}=962,07(kmol)\\ \Rightarrow m_{Fe}=962,07.56=53875,92(kg)\\ \Rightarrow m_{gang}=\dfrac{53875,92}{95\%}=56711,49(g)\)

m Fe3O4 = 80 tấn

=> n Fe = 1,03 (tấn mol)

=> m gang theo lý thuyết = 60,98 tấn

=> m gang thực tế = 60,98.93% = 56,71 tấn

=>D

Khối lượng  Fe 3 O 4  : 100 x 80 / 100 = 80 tấn

Trong 232 tấn  Fe 3 O 4  có 168 tấn Fe

80 tấn  Fe 3 O 4  có y tấn Fe

y = 57,931 (tấn)

Khối lượng Fe để luyện gang : 57,931 x 93/100 = 53,876 tấn

Khối lượng gang thu được : 53,876 x 100 / 95 = 56,712 tấn

Đáp án D

Giải thích: 

Chất chảy CaCO₃ ở nhiệt độ cao bị phân hủy thành CaO, sau đó hóa hợp với SiO₂ là chất khó nóng chảy có trong quặng sắt thành xỉ silicat dễ nóng chảy, có khối lượng riêng nhỏ nổi lên trên gang

Đáp án A