Теория металлургических процессов
  7.4 Восстановление при наличии растворов

Восстановление оксидов из раствора. Проанализируем изменение условий восстановления при переходе оксида в раствор на примере реакции восстановления FeO.

Реакцию косвенного восстановления растворенного в шлаке оксида можно описать уравнением

Если в результате реакции (7.5) образуется чистое железо

Численное значение константы равновесия реакции, выраженной через активности взаимодействующих веществ, зависит только от температуры. При неизменной температуре константа равновесия реакции должна оставаться постоянной величиной. Из уравнения (7.6) можно видеть, что понижение содержания FeO в шлаке приводит к уменьшению отношения объемных концентраций СО2 и СО в равновесной газовой фазе.

Увеличение содержание СО в равновесной газовой фазе означает, что при растворении оксида в шлаке и уменьшении его концентрации восстанавливать оксид становится труднее. Изменение состава равновесной газовой фазы для реакции (7.5) при растворении оксида в шлаке и понижении его концентрации показано семейством кривых на рисунке 7.3.

Зависимость температуры начала восстановления FeO от концентрации оксида в шлаке

Рисунок 7.3 – Зависимость температуры начала восстановления FeO от концентрации оксида в шлаке

Из рисунка 7.3 видно также, что по мере уменьшения концентрации FeO в шлаке повышается содержание СО в равновесной для реакции (7.5) газовой фазе и увеличивается температура начала восстановления оксида. Это означает, что условия прямого восстановления оксида при этом также ухудшаются.

Переход восстановленного металла в раствор. Изменение условий восстановления оксида при переходе в раствор восстановленного металла проанализируем на примере реакции восстановления Mn.

Если восстановленный марганец растворяется в металлическом расплаве, реакцию косвенного восстановления оксида марганца можно описать уравнением

Если реакция (7.7) протекает с участием чистого оксида марганца

Из уравнения (7.8) видно, что понижение содержания Mn в расплаве приводит к увеличению отношения объемных концентраций СО2 и СО в равновесной газовой фазе.

Увеличение содержание СО2 в равновесной газовой фазе означает, что при растворении восстановленного марганца в металле и уменьшении его концентрации условия восстановления улучшаются. Изменение состава равновесной для реакции (7.7) газовой фазы при растворении восстановленного марганца в металле и понижении его концентрации показано семейством кривых на рисунке 7.4.

Зависимость температуры начала восстановления MnO от концентрации марганца в металле

Рисунок 7.4 - Зависимость температуры начала восстановления MnO от концентрации марганца в металле

Из рисунка 7.4 можно видеть, что по мере уменьшения концентрации Mn в металлическом расплаве увеличивается содержание СО2 в равновесной для реакции (7.7) газовой фазе и понижается температура начала восстановления оксида. Это означает, что условия прямого восстановления оксида при этом также улучшаются.

  7.4 Восстановление при наличии растворов
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ