L’estrazione del ferro rimane uno dei processi più dispendiosi in termini di energia e di costi nell’ambito della lavorazione dei minerali. Alcune delle più grandi miniere di minerale di ferro del mondo sono fallite a causa dei costi elevati e della limitata disponibilità di capitali per queste operazioni. Il ferro è un metallo industriale comune con oltre 80 applicazioni industriali diverse (comprese varie leghe).

È un componente chiave nella produzione di acciaio, ghisa e ferroleghe e il suo uso principale  è impiegato come materiale antiruggine nell’edilizia, nell’agricoltura, nell’industria mineraria e in altri settori. In questo articolo scoprirete l’estrazione del ferro, i tipi, i processi e le applicazioni di questo metallo industriale.

Che cos’è il ferro?

Il ferro è un elemento metallico malleabile, fragile e pesante, con una lucentezza metallica e un colore blu-grigio metallico. Il ferro costituisce una parte molto importante del ciclo ossigeno-azoto-carbonio (O-N-C) ed è un elemento essenziale per piante e animali, si tratta dell’elemento più abbondante nella crosta terrestre ed è la fonte di oltre il 90% della produzione di composti organici della Terra.

È un elemento essenziale per la formazione del carbonio, della siderite e della produzione di siderofori negli organismi marini, per la formazione delle proteine, della clorofilla e della fotosintesi. Il ferro è il quarto elemento più abbondante del pianeta e costituisce circa il 5,2% della crosta terrestre.

Si trova negli stati di ossidazione +2 e +3 e si presenta in natura come minerale puro o in combinazione con l’ossigeno come ossido, viene prodotto naturalmente come minerale dalla fotosintesi (come ferro ferroso) attraverso un processo chiamato riduzione non enzimatica in cui il ferro ferroso viene ridotto a ferro ferrico. La maggior parte del ferro prodotto dalla fotosintesi viene assorbito dal fitoplancton e dalle piante e non è disponibile per altri organismi.

Minerali e miniere di ferro

I minerali di ferro sono minerali naturali contenenti ferro, solitamente presenti nelle rocce sedimentarie. Il ferro viene solitamente frantumato e poi purificato facendolo passare attraverso una serie di vagli grandi e piccoli. Le impurità vengono quindi separate e il ferro viene poi separato utilizzando varie tecniche come la separazione magnetica, la separazione per gravità e la separazione ad alta pressione.

Una volta separato viene sottoposto a un processo chiamato flottazione, in cui le impurità vengono rimosse facendo passare il ferro attraverso una serie di vasche, chiamate celle di flottazione. Il ferro purificato è quindi pronto per l’uso, mentre i depositi di minerale di ferro possono essere di lignite (a basso grado) o di alto grado (ad altissimo grado). I depositi di lignite e di minerale di alta qualità sono più difficili da estrarre e possono essere più costosi.

Tipi di ferro

Esistono diversi tipi di ferro, a seconda della formula chimica e delle proprietà chimiche del ferro. Il ferro di qualità rocciosa è spesso prodotto attraverso il processo di coagulazione. Si tratta di una forma  non metallico, di colore rosso opaco, presente in molte rocce sedimentarie. La ghisa è una forma di ferro prodotta dalla riduzione dei composti chimici di un minerale di ferro.

L’acciaio è una forma ampiamente utilizzata per la produzione di una varietà di prodotti, tra cui materiali da costruzione, utensili, automobili e ferrovie. L’acciaio inossidabile è un’altra forma di ferro utilizzata per la produzione di molti prodotti.

Processo di fusione del ferro

La fusione è il processo di conversione del minerale in ferro puro. Viene sottoposto a una serie di processi per separare le impurità e rendere il ferro utilizzabile, quando le impurità vengono separate con un processo chimico, si parla di purificazione. Quando il ferro viene portato a una condizione chimica specifica, si parla di fusione.