Получение карбонильного железа более крупного размера.

По известному способу получения порошка железа (С.С.Кипарисов, Г.А.Либенсон. Порошковая металлургия. М., Металлургия, с.146-148) дробленое железосодержащее сырье загружают в колонну синтеза и затем систему заполняют сжатой окисью углерода. Окись углерода для синтеза карбонила обычно получают газификацией малосернистого кокса с применением кислородного дутья. Образующиеся пары пентакарбонила железа поступают в холодильник – конденсатор, где охлаждается реакционный газ и конденсируется карбонил. Карбонил направляют в аппарат разложения, где происходит термическая диссоциация пентакарбонила железа с образованием порошка карбонильного железа и окиси углерода

Карбонильное железо содержит не более 0,005% углерода. Его получают путем термического разложения пентакарбонила железа Fe(CO)₅, представляющего собой желтоватую жидкость, устойчивую на воздухе (Т_кип = 103^оС).

При сгорании паров пентакарбонила железа на воздухе образуется мелкодисперсный оксид железа Fe₂O₃, который применяют в качестве активного слоя магнитофонных лент.

В отсутствие воздуха пары Fe(CO)₅ при температуре 350^оС разлагаются на оксид углерода и металлическое железо по реакции

Fe(CO)₅ = Fe + 5CO - 2.1 Образовавшийся очень мелкий порошок (размер частиц 0,5 – 20 мкм) для уменьшения содержания вредных примесей подвергают отжигу в водороде.

Карбонильное железо применяется в качестве магнитной фазы в магнитодиэлектриках, из него изготавливают листы различной толщины.

Термическая диссоциация карбонила на металл и оксид углерода обычно проходит при относительно невысокой температуре. Сначала появляются атомы металла и газообразные молекулы оксида углерода. Порошковые частицы формируются в результате кристаллизации парообразного металла. Сначала образуются зародыши, а затем из них вырастают крупинки порошка различной формы.

На скорость образования зародышей и на скорость формирования металлических кристаллов влияют степень разряжения в аппарате, концентрация паров металла и главным образом температура. При относительно низкой температуре образуется значительно больше зародышей, чем при повышенной. Увеличение концентрации пара металла и снижение вакуума в аппарате благоприятствует образованию зародышей.

Условия развития зародышей отличны от условий их образования. Скорость роста кристаллов также зависит от температуры процесса и от концентрации паров металла. Однако глубина вакуума влияет на форму и размер частиц металла. В условиях глубокого вакуума образуются очень мелкие частицы с правильно сформированными гранями. В умеренном вакууме образуется смесь правильных кристаллов самых различных размеров, а в неглубоком вакууме появляются дендриты.

12. При получении карбонильного никеля температуру подняли от 250 до 400С. Изменится ли размер частиц при этом? Если да, то как и почему?

При повышении температуры увеличится число зародышей. И если другие параметры не изменены: давление, время пребывания частиц в горячей зоне, то судить об увеличении размера частиц нельзя.

13. В отделении восстановления вольфрамового ангидрида водородом в муфельных печах в две стадии, ОТК забраковал партию порошка вольфрама из-за высокой крупности его частиц. Какие нарушения технологии могли привести к этому и как их устранить?

Быстрое нарастание температуры и малая скорость подачи водорода способствуют увеличению размера частиц порошка.