8 Digitales Zusatzmaterial y983p7 78 Der Sage nach geht das Eisenvorkommen am Erzberg auf das Wissen eines Wassermanns zurück, der in der Nähe von Eisenerz lebte. Er wurde von den Bewohnern gefangen genommen. Für seine Freilassung bot er „Gold für zehn Jahr“, „Silber für hundert Jahr“ oder „Eisen für immerdar“. Die klugen Eisenerzer wählten letzteres und der Wassermann zeigte ihnen den Erzberg. In diesem Kapitel lernst du die beiden Werkstoffe Eisen und Aluminium genauer kennen. Metalle Rohstoffe unserer Erde Welche Eigenschaften haben Metalle? Metalle haben eine glänzende Oberfläche und sind für sichtbares Licht undurchlässig. Sie sind gute elektrische Leiter und Wärmeleiter und lassen sich außerdem verformen. Bei Raumtemperatur sind Metalle (Ausnahme: Quecksilber) fest. Metalle können Legierungen bilden. Das sind homogene Gemenge unterschiedlicher Metalle. Besprecht in der Gruppe die unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten von Metallen. Nehmt dazu das Periodensystem zu Hilfe. Wie wird aus Eisenerz metallisches Eisen gewonnen? Die meisten Metalle kommen in der Natur nicht als Reinstoffe vor. Metallisches Eisen wird häufig aus eisenhaltigem Gestein (meist Eisenoxiden) gewonnen. Die Gewinnung von metallischem Eisen erfolgt in Hochöfen (B1). Das Eisenerz wird zunächst fein gemahlen, mit Schlackebildnern (Kalkstein, Dolomit, Feldspat) zu kleinen Kugeln gepresst und erhitzt. Der Hochofen wird von oben mit Eisenerz, Koks und Zuschlägen (Kalkstein, Dolomit, Feldspat) befüllt. Von unten wird heiße Luft (Heißwind) eingeblasen. Kohlenstoffmonoxid-Moleküle (CO) geben dabei Elektronen ab und werden zu Kohlenstoffdioxid-Molekülen (CO2) oxidiert. Die EisenIonen des Eisenoxids (Fe2 3+O3 2–) nehmen Elektronen auf und werden zu metallischem Eisen (Fe) reduziert. Oxidation (Elektronenabgabe) und Reduktion (Elektronenaufnahme) laufen gleichzeitig ab und es kommt zu einer Elektronenübertragung. Alle zwei bis vier Stunden wird zuerst die Schlacke, dann das Roheisen „abgestochen“ (B2). Die Schlacke wird zur Herstellung verschiedener Baustoffe verwendet. Die kulturelle Entwicklung des Menschen ist mit der Gewinnung und Bearbeitung von Metallen eng verbunden. Denke nur an die Bezeichnung der geschichtlichen Zeitabschnitte wie Bronze- oder Eisenzeit. Typische Eigenschaften von Metallen sind Glanz, Verformbarkeit und Leitfähigkeit für Strom und Wärme. ï Gicht 200°C 400°C 900°C 1200°C 1400°C 1600°C Rast Gestell Schacht Roheisen Schlacke Schmelzzone Kohlungszone Vorwärmzone Erz, Koks + Zuschläge Gichtgasabzug Reduktionszone B1 Die Hochöfen der VOESTALPINE in Linz erzeugen jährlich ca. 5 Millionen Tonnen Roheisen. Green Steel ist eines der größten Projekte der Industrie. In der „grünen“ Stahlerzeugung wird Wasserstoff-Gas statt Koks eingesetzt. Damit kann ein Drittel des entstehenden KohlenstoffdioxidGases eingespart werden. Die Eisen- und Stahlproduktion verursacht ca. 7% des CO2-Ausstoßes weltweit. Red-Ox-Reaktion im Hochofen: Eisenoxid Fe2 3+O3 2– + + + + Kohlenstoffmonoxid 3 CO ¥ ¥ Oxidation Eisen 2 Fe Kohlenstoffdioxid 3 CO2 – 2e– + 2e– Reduktion Im Hochofen werden Eisenerz, Koks und Zuschläge erhitzt. Das Eisenerz reagiert dabei zu metallischem Eisen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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