Восстановление оксидов железа

 

1. Восстановитель СО. Реакции восстановления оксидов железа могут быть представлены в следующем виде:

3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2; ∆H1= - 53, 74 кДж;

Fe3O4 + CO↔ 3FeO + CO2; ∆H2= 36, 68 кДж;

FeO +CO↔ Fe + CO2; ∆H3= - 16, 26 кДж.

 

Эти реакции протекают последовательно при температуре выше 570°С. При более низкой температуре железо восстанавливаетсянепосредственно из магнитной окиси железа Fe3O4 по реакции:

1/4Fe3O4+CO↔ 3/4 Fe + CO2; ∆H4= - 2,87 кДж.

Для всех реакций .

Числовые значения констант равновесия реакций восстановления железа понижаются скачком при переходе от высших оксидов к низшим.

 

2. Восстановитель твёрдый углерод. Реакции восстановления:

3Fe2O3 + C → 2Fe3O4 + CO; ∆H1= 118,82 кДж;

Fe3O4 + C→ 3FeO + CO; ∆H2= 209,26 кДж;

FeO +C→ Fe + CO; ∆H3= 156,50 кДж.

Реакция прямого восстановления в общем виде:

МеО + С ↔ Ме + СО.

Реакция между двумя твёрдыми компонентами оксидом и твёрдым углеродом ограничивается из-за недостаточного контакта между их поверхностями и низкой скоростью диффузии углерода в твёрдом оксиде.

В условиях пониженных температур реакция прямого восстановления может иметь вид:

2МеО + С ↔ 2Ме + СО2.

Если в процессе восстановления оксида углеродом происходит образование карбида, то состав равновесной газовой фазы смещается в сторону меньшего содержания СО и понижается температура начала восстановления.

 

3. Восстановитель - металл Ме'', обладающий более высоким химическим сродством к кислороду, чем металл Ме' восстанавливаемого оксида.

Ме'О + Ме'' ↔ Ме' + Ме''О.

Для этой реакции ∆G° = ½ (∆G°Ме''О - ∆G°Ме'О).

Восстановление будет протекать, если <0, т.е. > .

Система будет находиться в равновесии, если =0; = .

Следовательно, полнота завершения реакции восстановления оксида металлом будет тем большей, чем больше разница в величине приращения изобарного потенциала для образующегося и восстанавливаемого оксидов.

Большое значение в протекании процессов восстановления оксидов имеют разнообразные кинетические факторы.

 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ

 

В процессах черной металлургии участвуют две несмешивающиеся жидкие фазы с различным удельным весом: металл – расплав железа, содержащий другие элементы, и шлак – расплав оксидов и солей.

Взаимодействие между этими фазами имеют первостепенное значение, но изучение процессов с участием расплавов весьма затруднительно, так как они протекают при высоких температурах.

Для изучения процессов с участием расплавов важно знать их строение, то есть природу частиц, образующих жидкость и энергию их взаимодействия.

 






Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 2777; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.021 сек.