Термодинамика восстановления оксидов железа.Процесс восстановления железа из оксидов согласно принципу А. А. Байкова о последовательности превращений протекает ступенчато путем перехода от высших оксидов к низшим по схеме: Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe (выше 570 °С) или Fe2O3 → Fe3O4 → Fe (ниже 570 °С). При этом в соответствии с диаграммой Fe—О в системе наряду с низшими оксидами и металлом возникает ряд твердых растворов. Каждая из реакций восстановления оксидов железа газообразными восстановителями: 3Fe2O3+ СО = 2 Fe3O4 + СО2 + 37,25 МДж; Fe3O4 + СО = 3FeO + СО2 — 20,96 МДж; FeO + СО = Fe + СО2 + 13,65 МДж; 3Fe2O3+ Н2 = 2 Fe3O4 + Н2О — 4,20 МДж Fe3O4 + Н2 == 3FeO + Н2О — 62,41 МДж; FeO + Н2 = FeO + Н2O – 27,80 МДж К основным различиям термодинамики восстановления оксидов железа монооксидом углерода и водородом относятся следующие: · Ниже 810 °C водород как восстановитель слабее монооксида углерода, его равновесная концентрация в смеси больше, чем равновесное содержание монооксида углерода. · Выше 810 °C водород становится более сильным восстановителем, чем монооксид углерода. Суммарный тепловой эффект реакции восстановления оксидов железа водородом отрицательный и в 4 раза больше положительного суммарного теплового эффекта реакций восстановления оксидов железа монооксндом углерода. Восстановление оксидов железа твердым углеродом: Восстановление оксидов железа твердым углеродом возможно по следующим реакциям: 3Fe2O3 + С == 2Fе304 + СО — 129,07 МДж; Fe3O4 + С = 3FeO + СО — 187,28 МДж; FeO + С = Fe + СО — 152,67 МДж.
|
