|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  и ?sio2, с ~ 1550° С. С практической точки зрения важно, что FeO восстанавливается не только легче, чем МпО и Si0.2, но процесс FeO + С может также завершаться в таком температурном интер- вале, когда восстановление МпО и Si02 невозможно. Рассмотрим некоторые экспериментальные данные восстанов- ления чистых окислов металлов твердым углеродом. Для реакции МпО + С = Мп + СО (29) равновесное парциальное давление окиси углерода можно опре- делить с использованием уравнений [390, 391 ] i о 14 570 . 0 ,„„. lgpco =--f--i-8,57; (30) i " 15030 . 0 0- /01, lgpco =--f--г 8,87, (31) из которых следует, что при атмосферном давлении восстановление твердым углеродом возможно при температурах выше 1420° С. Поданным [3921, равновесное давление р?0 ----- 1 ат достигается при 1410" С. Аналогичные результаты получены также в работе В. Г. Власова [388]. Равновесное давление р?0 для реакции Si02(TB, -\- 2С(,Р) --- Si(rn) + 2СО ' ¦ (32) можно вычислить из уравнений, полученных П. В. Гельдом и О. А. Есиным [3901, используя термодинамические расчеты lg Peo (170О-2001- к) = - -^Р^ + 2,025 lg Г — 0,132 • 10"3Г - — 0,213 -105Г-2 + 2,85, (33) или П. В. Гельдом и В. К. Кузнецовой [3931 экспериментально lg РСО (1423-1570° к, =--+ 8,868. (34) Из уравнения (34) следует, что рпс0 достигает атмосферного давления при температуре около 1560° С. По другим эксперимен- тальным данным [389, 394—398], температура начала восстановле- ния Si02 твердым углеродом изменяется в пределах 1300—1680° С. Существенное различие ?s?o2, с является результатом возникнове- ния метастабильных равновесий вследствие образования газооб- разной моноокиси кремния [2961. Понижая общее давление газов ps, можно снизить температуры начала прямого восстановления МпО и Si02. Например, взаимо- 130 действие Si02 + С начинается уже при 1270" С, когда p°CQ со- ставляет около 5—10 мм рт. ст. [394], и при 1150° С р°со ^ га 4 мм рт. ст. [393]. Для реакции (29), по данным В. Г. Власова [388], равновесное давление р?0 достигает 6,2 мм рт. ст. при 1000° С и 25 мм рт. ст. при 1100° С. Однако такой путь реализа- ции восстановительных процессов имеет скорее познавательное, чем практическое значение. В производственных условиях для восстановления трудновос- становимых окислов металлов стремятся осуществить процесс при возможно более высоких температурах, причем и в этом слу- чае в первую очередь будут восстанавливаться окислы железа. Поэтому восстановление более прочных окислов МпО, Si02, Cr203 и других вне зависимости от их агрегатного состояния идет обычно в присутствии металлического железа с образованием растворов, что существенно влияет на термодинамику процесса, поскольку меняется температура начала их восстановления. Образование растворов восстанавливаемого металла и железа или химических соединений приводит к увеличению равновесного парциального давления газов р"со+со,, которое в первом приближении можно оценить из уравнения ";;!,.(°-. . (35) Рсо+со, Очевидно, при а[Мй] <J 1 соблюдается неравенство PC0_lC0, ^ > р'со , со , что приводит в итоге к снижению температуры начала восстановления МеО. При восстановлении МеО из окисного расплава или химичес- ких соединений окислов величина р'со^_со, уменьшается в соответ- ствии с зависимостью PcOfCO, ^ PCO 1гС02а(МеО) (36) и, следовательно, температура начала восстановления при любых значениях ps повышается. Процесс восстановления окислов железа твердым углеродом из окисного расплава, содержащего также Si02, СаО, А12Оя, MgO и другие окислы, в общем виде описывается уравнением реакции (FeO) + С(тв) — Fe(>K) + СО, #27 = -^. . ,- (27) °(FeO) Очевидно, что в подобных условиях увеличить полноту извлече- ния железа из расплава можно, снизив общее давление газов в реак- ционном пространстве, так как в ходе процесса восстановления a(Feo> —> 0 и соответственно уменьшается равновесное давление газов p°CQ. В свою очередь это может привести к замедлению Q* 131 процесса восстановления, так как уменьшается разность равно- весных давлений газа для реакций (11) и (22), которая, как будет показано ниже, пропорциональна скорости суммарного процесса РеО + С. Из уравнения изобарно-изотермического потенциала реакции (27), осуществляемой при рг = 1 ат Лги = 31 350 — 33,797 — 4,575Т ^аРе0 (27а) следует, что температура начала восстановления повышается с
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
