Теория металлургических процессов
  6.4 Минимальный расход газообразного восстановителя при восстановлении различных оксидов

Восстановление оксидов металлов оксидом углерода принято описывать уравнением реакции (6.6), согласно которому для восстановления 1 моля оксида необходим 1 моль СО. Однако такая запись уравнения реакции не совсем корректна, так как после полного восстановления оксида газовая фаза содержит 100% СО2 и является окислительной по отношению к любому металлу.

Окисления восстановленного металла можно избежать, если образовавшаяся в результате реакции газовая фаза по отношению к металлу будет восстановительной. Для этого СО потребуется в большем количестве, а процесс восстановления будет описываться уравнением реакции

Расход восстановителя будет минимальным, если газовая фаза из 1 моля СО2 и (n-1) моля СО будет равновесной для реакции (6.6), то есть

Из уравнения (6.13) получим

Для легковосстановимых оксидов константы равновесия реакции (6.6) имеют большие значения, поэтому минимальный расход восстановителя близок к стехиометрическому.

Для оксидов второй группы константы равновесия реакции (6.6) близки к единице. При этом минимальный расход газообразного восстановителя существенно отличается от стехиометрического. Например, константа равновесия реакции восстановления FeO при 1000К равна 0,624. Согласно уравнению (6.14) для восстановления 1 моля оксида потребуется 2,6 моля СО.

Для трудно восстановимых оксидов константы равновесия реакции (6.6) очень малы. Поэтому минимальный расход восстановителя является очень высоким.

Например, для полного восстановления 1 моля MnO при 1000К потребуется 1,4•106 молей СО. Такой большой расход восстановителя обычно обеспечить не удается, поэтому на практике процесс восстановления с использованием газообразных восстановителей может быть реализован только для оксидов первой и второй групп.

Полученные выше выводы справедливы также при восстановлении оксидов металлов водородом и другими газами.

  6.4 Минимальный расход газообразного восстановителя при восстановлении различных оксидов
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ