Transformation du minerai en fer

Le minerai du Jura est composé de différents oxydes. Principalement d'oxyde de fer, mais aussi d'autres oxydes (silice, aluminium, etc.) et aussi d'un certain pourcentage d'eau. Pour obtenir un fer susceptible d'être utilisé dans l'industrie, plusieurs actions doivent être effectuées :
- Elimination de l'eau
- Séparation des oxydes de silicium et d'aluminium
- Réduction des oxydes de fer (élimination des atomes d'oxygène)
- Ajout d'une petite quantité de carbone
Ces diverses actions sont réalisées lors d'un passage unique dans les bas fourneaux. Pour cela il faut une température suffisamment élevée et la combustion du charbon de bois qui interfère avec le minerai.

Les températures de plus de 1000 °C sont atteintes par la combustion du charbon de bois et l'apport d'oxygène au bas du fourneau. A ces températures l'eau est facilement éliminée.

Les oxydes (SiO2 et Al2O3) se liquéfient à des températures moins hautes que les oxydes de fer et se séparent sous forme de scories.

La composante oxygène des oxydes de fer (Fe2O3 et Fe3O4) est éliminée au contact du monoxyde de carbone (CO). Le CO est produit par la combustion incomplète du charbon due à l'insuffisance d'oxygène. Cette transformation est appelée réduction.

Fe3O4 + CO --> 3FeO + CO2
FeO + CO --> Fe + CO2

Le fer (Fe) ainsi produit est très légèrement carbonaté au contact du charbon en bas fourneaux, et à plus de 2% dans les hauts fourneaux.

Réduction du minerai de fer en bas fourneau.