ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 26, 12
Особенности макромеханизма окисления сульфидов в шихтовом факеле промышленных печей КФП и ПВС.
При сжигании сульфидов в факеле мелкий хорошо высушенный концентрат вдувается в разогретое до высоких температур плавильное пространство вместе с кислородсодержащим дутьем. Сульфидные частицы, находясь во взвешенном состоянии, окисляются кислородом дутья
2FeS + 3О2 = 3FeO + SО2 + 937340 кДж
и в зависимости от температуры частично или полностью расплавляются. Реакция 2FeO + SiО2 = 2FeО*SiО2 + 92950 кДж в этих условиях не может получить большого развития, и в факеле возможно переокисление FeO по реакции: 3FeO+0,5 О2=Fе3О4.
Образовавшиеся в факеле капли сульфидно-оксидного расплава падают на поверхность спокойной шлаковой ванны, где продолжаются основные физико-химические взаимодействия и превращения, включая процессы шлако- и штейнообразования и отстаивания. При таком методе автогенной плавки шлаки характеризуются повышенным содержанием извлекаемых металлов в форме растворенных оксидов и тонкой механической взвеси.
Факельное сжигание сульфидов используют во всех видах плавок во взвешенном состоянии и частично в кивцэтном процессе.
Гетерогенные реакции (г.р.). Определение, классификация. Примеры г. р. в технологических процессах цветной металлургии.
Гетерогенные реакции - это реакции между реагентами, которые находятся в разных агрегатных состояниях и между ними есть поверхность раздела, на которой и происходит реакция. Газ-тв, газ-жид, жид - тв. Fe + 2HCl = FeCl2 + H2; CO2 + C = 2CO;
|
|
|
SO2 + H2O = H2SO3
Типичные гетерогенные реакции: термическое разложение солей с образованием газообразных и твердых продуктов (СаСО3 -> СаО + СО2), восстановление оксидов металлов водородом или углеродом (РЬО + С -> Рb + СО), растворение металлов в кислотах (Zn + H2SO4 -> ZnSO4 +Н2), взаимодействие твердых реагентов (А12О3 + NiO-> NiAl2O4). В особый класс выделяют гетерогенно-каталитические реакции, протекающие на поверхности катализатора; при этом реагенты и продукты могут и не находиться в разных фазах. Например, при реакции N2 + ЗН2 -> 2NH3, протекающей на поверхности железного катиона, реагенты и продукт реакции находятся в газовой фазе и образуют гомогенную систему.
ПРИМЕР: Разработаны новые технологии извлечения платины, палладия, родия из дезактивированных катализаторов. Эти технологии позволяют извлекать платиновые металлы совместно и раздельно в виде металлических порошков. Получение порошков платины и палладия основано на процессах реагентного восстановления солей этих металлов в условиях гетерогенной реакции. Содержание основных компонентов в порошке составляет 99,80-99,99 %. Извлечение платины - 96-99,2 %.
|
|
|
Характеристика основных кинетических этапов процесса окисления сульфидов кислородсодержащей газовой фазой.
Окисление сульфида до воспламенения протекает в кинетической области, о чем свидетельствует то, что температура воспламенения не зависит от скорости потока воздуха. При низких температурах химические реакции протекают медленнее диффузионных процессов, но с повышением температуры скорости реакций быстро возрастают.
Резкий скачок температуры на кривых нагревания сульфидов, соответствующий их воспламенению, происходит в момент, когда истинная скорость окисления становится больше скорости диффузии. С этого момента процесс окисления сульфида переходит в диффузионную область, где скорость реакции определяется скоростью подвода кислорода к сульфиду и отвода продуктов горения от него.
Согласно этой теории, при обжиге сульфидов сначала образуются окислы, которые при благоприятных условиях (низкая температура, большая концентрация сернистых газов) могут дать с серным ангидридом сульфаты металлов.
При низких температурах скорость окисления лимитируется кинетическими факторами, т.е. скоростью самого химического акта, при высоких температурах скорость окисления лимитируется диффузией кислорода воздуха через корку твердых продуктов реакции, покрывающую еще не изменившийся сульфид в центральном участке зерна. Реакция течет на границе раздела двух фаз – сульфида металла и твердого продукта реакции – окисла металла, через слой которого внутрь диффундирует кислород, а навстречу ему сернистый газ. По мере окисления сульфида скорость продвижения фронта реакции замедляется, так как условия подвода кислорода и отвода сернистого газа через постепенно утолщающуюся корку окислов ухудшаются. Время, необходимое для полного окисления зерна сульфида, возрастает с увеличением размера зерна.
|
|
|
Повышение температуры сверх определенного предела во многих случаях понижает скорость окисления, если при повышении температуры происходит уплотнение спекания корки окислов, затрудняющее диффузию. При окислении сульфида железа повышение температуры выше 900 ºС замедляет окисление, так как выше 900 ºС происходит значительно уплотнение корки окислов железа.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!