Die beiden heute wegen ihres vergleichsweise hohen Eisenanteils (ca. 70% Fe) wichtigsten Eisenerze sind:* Magneteisenstein (Magnetit, Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>)* Roteisenstein (Hämatit, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)* Brauneisenstein (Limonit)* Spateisenstein (Siderit).
== Hochofen-Prozess ==
Der Hochofen-Prozess liefert '''Roheisen'''und damit den Ausgangsstoff für die [[Stahl|Stahlherstellung]].
Alle nachfolgend beschriebenen Teilprozesse lassen sich zu einer [[Redoxreaktion]] zusammenfassen: {{Formel|2 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3 C [[Bild:Pfeil.gif]] 4 Fe + 3 CO<sub>2</sub>}} Das Eisenerz (z. B. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) wird in verschiedenen Verfahren für die Verhüttung (Schmelze im Hochofen) aufbereitet. Die Aufbereitung besteht im Wesentlichen aus einer Zerkleinerung und Reinigung von Steinen, Erde und anderen Fremdstoffen; diese Aufbereitung wird mechanische Aufbereitung genannt. Bei einer chemischen Aufbereitung wird durch Erhitzung des Erzes im Drehrohrofen Feuchtigkeit, [[Schwefel]] und [[Kohlenstoffdioxid]] ausgetrieben; Dieser Vorgang nennt sich Rösten (Krupp-Renn-Verfahren). Beim Rösten verlieren die Erze etwa 1/3 des Gewichtes. Das aufbereitete Erz wird mit Zuschlägen (z. B. [[Kalkstein]] [[Calciumcarbonat|CaCO<sub>3</sub>]] oder gebrannter gebranntem Kalk [[CaO]]) gemischt. Diese Mischung wird Möller genannt. Zu Als [[Reduktionsmittel]] wird dem Möller wird dann [[Kohlenstoff]] in Form von Koks (entgaste Steinkohle) hinzugegeben und man erhält dadurch Beschickungsmaterial für den Hochofen.
[[Bild:Hochofen.JPG]]
In den Hochofen werden fortlaufend schichtweise Koks und Möller eingefüllt. Während des langsamen Absackens zur eigentlichen Reaktionszone erwärmt sich da das Gemisch mehr und mehr. Gleichzeitig drückt man in den unteren Teil des Hochofens den auf 600 - 1.300 °C vorgewärmten Heißwind, so dass die Luft (+Heizöl) im Inneren des Hochofens nach oben strömt. Von der heißen Luft wird der [[Kohlenstoff]] des glühenden Kokses zu [[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]] verbrannt, dieser setzt sich jedoch sofort mit dem Koks wieder zu [[CO]] um. Dieser Vorgang vollzieht sich im stetigen Wechsel bis etwa zur halben Höhe des Schachtes und hört dann wegen der zu niedrigen Temperatur auf.
Etwa alle 2 Stunden erfolgt ein Hochofenabstich. Zuerst fließt das schwere Roheisen aus dem Stichloch, dann die leichtere Schlacke, die im Hochofen auf dem Roheisen schwimmt.
Das Roheisen wurde früher oft zu 1 m langen, 40 kg schweren Masseln vergossen, (das geschieht in einer Masselgießmaschine mit Kokillen auf einem unendlichen Band), heute wird es dann in so genannten Torpedowagen zur Weiterverarbeitung transportiert oder es wird flüssig in Roheisenpfannen zum Mischer gebracht. Der Mischer ist ein waagerecht liegender ausgemauerter Zylinder, der um seine Längsachse drehbar ist. Je nach Ausführung hat der Mischer ein Gesamtgewicht von bis zu 3.000 t.
Der Mischer hat im Wesentlichen folgende Aufgaben:
* Sammelbehälter für das Stahlwerk
* Mischung der nie ganz gleichen Abstiche
* Schwefelverminderung (fortlaufend langsame Umsetzung von [[Mangan]] ([[Mn]]) + FeS zu MnS + [[Fe]]. MnS ist leichter besitzt eine geringere Dichte als [[Fe]] und setzt sich in der Schlacke ab.
Dies wird beschleunigt durch die Zugabe von [[Soda]], [[Calciumcarbid ]] oder [[Magnesium]]. Zusätze zur Reduzierung des [[Phosphor]]s (kalkhaltige Flussmittel) oder [[Silizium]] sind möglich. Die gebundenen Stoffe schwimmen dann auf und können als Schlacke abgegossen werden.
Damit aus Roheisen Stahl wird, müssen die Gehalte an diesen Begleit-[[Elemente]]n deutlich gesenkt werden. Die Umwandlung von Roheisen in Stahl wird „'''Frischen'''“ genannt, s. [[Stahl]]herstellung.
== Übung ==
=== [[Stöchiometrie]] ===
Bei der Roheisenherstellung wird das Eisenoxid Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> mit Koks (Kohlenstoff) zu Eisen reduziert. Als Nebenprodukt entsteht Kohlendioxid (CO<sub>2</sub>).
:a) Wieviel Wie viel Eisenoxid muß muss eingesetzt werden, um 10 t reines Eisen zu gewinnen?
:b) Welches Volumen nimmt das hierbei entstehende Kohlendioxid ein?