Восстановление при наличии растворов. — КиберПедия 

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Восстановление при наличии растворов.

2018-01-29 303
Восстановление при наличии растворов. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

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.

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.

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.

 

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА. Косвенное восстановление оксидов железа. Рассматривая данный вопрос необходимо помнить, что в зависимости от температуры восстановление оксидов железа представляет собой следующую последовательность превращений:

· при температурах выше 570оС Fe2O3 последовательно восстанавливается до Fe3O4, FeO и металлического железа;

· при температурах менее 570оС Fe2O3 восстанавливается до Fe3O4, который затем восстанавливается до металлического железа.

Реакции косвенного восстановления оксидов железа можно описать следующими уравнениями:

Анализ приведенных выше уравнений позволяет сделать следующие выводы:

· реакции (8.1), (8.7) и (8.10) являются экзотермическими. Поэтому при по-вышении температуры отношение (%СО2)/(%СО) в равновесной для этих реакций газовой фазе будет уменьшаться;

· реакция (8.4) является эндотермической. Поэтому при повышении температуры отношение (%СО2)/(%СО) в равновесной газовой фазе этой реакции будет увеличиваться;

· тепловые эффекты всех рассматриваемых реакций не велики. Поэтому изменение температуры не вызовет быстрого изменения состава равновесной газовой фазы.

Численные значения констант равновесия каждой из рассматриваемых реакций при различных температурах приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Константы равновесия реакций косвенного восстановления оксидов железа при различных температурах

Из данных таблицы 8.1 видно, что в рассматриваемом интервале температур константа равновесия реакции (8.1) имеет очень высокие значения. Это позволяет рассматривать реакцию (8.1) как практически не обратимую.

Численные значения констант равновесия реакций (8.4), (8.7) и (8.10) изменяются от 0,3 до 10. Эти реакции являются полностью обратимыми в широком интервале температур.

Влияние температуры на изменение состава равновесной газовой фазы для каждой из реакций косвенного восстановления оксидов железа показано сплошными линиями на рисунке 8.1.

На этом рисунке область ниже кривых 2 и 4 является полем устойчивости Fe3O4. Область между кривыми 2 и 3 является полем устойчивости FeO. Выше кривых 3 и 4 располагается поле устойчивости металлического железа. Поле устойчивости Fe2O3 очень ограничено и располагается ниже кривой 1.


Поделиться с друзьями:

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.008 с.