आयरन ( लोहे ) के निष्कर्षण के दौरान वात्या भट्टी के विभिन्न क्षेत्रों में होने वाली अभिक्रियाओं को लिखिए।

Explanation

वात्या भट्ठी में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ—विभिन्न कटिबन्धों में निम्नलिखित अभिक्रियाएँ होती हैं-
(i) दहन कटिबन्ध (Combustion zone)-भट्ठी का वह निचला भाग जिसका ताप `1500-1600^@C` होता है, दहन कटिबन्ध कहलाता है। इस भाग में कार्बन का दहन होने के कारण CO व `CO_2` गैसें बनती हैं।
`C+O_2rarrCO_2," "DeltaH=-393` किलो जूल
गर्म `CO_2` गैस जब भट्ठी में ऊपर की ओर जाती है तब वह रक्त तप्त कोक (C) से अभिक्रिया करके कार्बन मोनोक्साइड (CO) गैस में परिवर्तित हो जाती है।
`CO_2+Coverset(1500^@C)rarr2COuarr," "DeltaH=+163.2` किलो जूल
(ii) गलन कटिबन्ध (Fusion zone)-भट्ठी में दहन कटिबन्ध से ठीक ऊपर का भाग जिसका ताप `1200-1300^@C` होता है, गलन कटिबन्ध कहलाता है। इसमें कार्बन तथा आयरन का मिश्रण पिघलता है अर्थात् मिश्रण में आयरन का गलन होता है क्योंकि मिश्रण का गलनांक, शुद्ध आयरन से कम होता है।
(iii) धातुमल कटिबन्ध (Slag zone)--भट्ठी का मध्य भाग जिसका ताप `800-1000^@C` होता है, धातुमल कटिबन्ध कहलाता है। इस भाग में चूने का पत्थर अपघटित होकर CaO व `CO_2` देता है। यह `CaO` अयस्क में विद्यमान आधात्री `SiO_2`से अभिक्रिया करके कैल्सियम सिलिकेट के रूप में धातुमल बनाता है
`underset"चुने का पत्थर"(CaCO_3)overset(800^@C)rarrunderset"कैल्सियम आक्साइड"(CaO)+CO_2uarr`
`underset"कैल्सियम आक्साइड आधात्री"(CaO+SiO_2)overset(1000^@C)rarrunderset"धातुमल"(CaSiO_3)`
(iv) अपचयन कटिबन्ध (Reductiorn zone)-भट्ठी के सबसे ऊपर का भाग जिसका ताप `400-800^@C` होता है, अपचयन कटिबन्ध कहलाता है। इस भाग में CO आयरन ऑक्साइड `(Fe_2O_3)` का धातु में अपचयन होता है।
`"(a) "3Fe_2O_3+COoverset(500^@C)rarr2Fe_3O_4+CO_2uarr`
`"(b) "Fe_3O_4+COoverset(600^@C)rarr3FeO+CO_2uarr`
`"(c) "FeO+COoverset(800^@C)rarrFe+CO_2uarr`
भट्ठी में नीचे की ओर जाता हुआ गर्म स्पंजी आयरन (spomgy iron) C0 के सम्पर्क में आता है जो कुछ CO को C व `CO_2` में अपघटित कर देता है। आयरन कार्बन को अवशोषित कर लेता है और कार्बन आयरन में मिल जाता है। इस अशुद्धि के कारण गलन कटिबन्ध में आयरन पिघल जाता है तथा गर्म गैसें निकास द्वार से बाहर निकल जाती हैं।