Диссоциативная схема углеродотермического восстановления

Основу диссоциативной схемы составляют реакции:

Me_xO_y = Me_xO_y-1 + 1/2O₂                     (1)

C + 1/2O₂ = CO                                   (2)

Me_xO_y + CO = Me_xO_y-1 + CO₂                       (3)

Диссоциативная схема реализуется для оксидов Me с высокой упругостью диссоциации, то есть Me_xO_y склонно к диссоциации.

Оксиды Ме, упругость которых обеспечивает P_O2 > 1 Па, то они относятся к категориям Me_xO_y с высокой упругостью диссоциации.

Данный механизм подтверждается тем, что восстановление Me_xO_y наступает при таких температурах, когда реакция газификации углерода еще не развивается, поэтому нет источника СО.

По такому механизму восстанавливаются Co₃O₄, CuO, PbO₂.

Восстановление оксида Pb начинается с заменой скоростью уже при t=320-370 ^оС. При этой температуре реакция газификации углерода не протекает, а процесс восстановления идет.

Экспериментально обнаружено, что в отсутствии восстановителя в системе растет P_O2, а при постепенном введении восстановителя давление O₂ падает, а в системе появляется CO и CO₂

Непосредственное взаимодействие углерода с оксидом

Реакция (1) по двухступенчатой схеме.

При тщательном интенсивном совместном измельчении (с нарушением кристаллической решетки) отмечено увеличение скорости.

Восстановление летучих оксидов Ме

ZnO + C = Zn↑ + CO

Данная реакция имеет значение на практике с целью получения товарных цинковых возгонов.

Данная реакция имеет значение для технологии вельцевания кислых цинковистых кеков, а также при электротермической переработке (электроплавка) конвертерных медных цинксодержащих шлаков.

В отличие от других механизмов здесь определенное значение имеет процесс внешней диффузии или массоотдачи в газовой фазе летучих компонентов (Me_xO_y) или внешняя диффузия отвода от реакционной поверхности летучего Ме.

Особенности восстановления Me_xO_y в системе с растворами

Имеет значение для жидкофазного восстановления, где необходимо учитывать активность компонентов. Вместе с тем, возможно образование твердых растворов в системе MeO-Me. Необходимо учитывать составы и активность компонентов твердой фазы и газовой.

В этом случае управлять составом продуктов с учетом образования взаимных растворов можно меняя состав ГФ.

Температуру начала твердофазного восстановления определяется термодинамически на основе изменения свободной энергии Гиббса для реакции в зависимости от температуры. Применяется к 1 молю О₂.

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 5 (2), 19

 

Характеристика областей устойчивости оксидов металлов и сульфатов.

 

1.1.3 Область устойчивости сульфатов

Химизм:

MeS + 1,5O₂ -> MeO + SO₂ + Q (1)

SO₂ + ½ O₂ -> SO₃                      (2)

MeO + SO₃ -> MeSO₄ + Q          (3)

При окислении MeS выделяется занчительное количество теплоты и система Me-S-O разогревается.

Реакция (1) практически необратима. Реакции (2) и (3) при повышении температуры системы в соответствии с принципом Л-Ш равновесие сдвигается в обратную сторону.

SO₃ -> SO₂ + ½ O₂ – Q

MeSO₄ -> MeO + SO₃ – Q

Сдвиг равновесия реакции

aA + bB -> cC + dD +- Q

при изм. температуры: греем – в сторону эндотермической

                  охлаждаем – в сторону экзотермической

при изм. давления: SO₂ + ½ O₂ <-> SO₃ +- Q

С уменьшением объема смеси реакция протекает в прямом направлении и наоборот.

при изм. концентрации: SO₂ + ½ O₂ <-> SO₃ +- Q

                                 при уменьшении SO₂ ->

                                 при уменьшении SO₃ <-

В соответствии с принципом Л-Ш замечается взаимоисключающее влияние температуры на устойчивость сульфатов (см. тетрадь)

 

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 465; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!