Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Восстановление газами и углеродом

01.05.2019


Активными газами-восстановителями являются водород, окись углерода и различные газы, содержащие CO и H2. И.Н. Францевич и И.Д. Радомысельский приводят следующую таблицу, характеризующую состав газов, которые могут быть использованы для восстановления окислов железа (табл. 2).

Наиболее приемлемым из промышленных газов является конвертированный, получающийся конверсией природного газа с парами воды. Генераторный газ, хотя и более бедный восстановителями, также может быть использован для восстановления окислов. Коксовый и доменный газы содержат малое количество восстановительных агентов и не обеспечивают поэтому достаточно полного восстановления окислов. Природный газ довольно инертен до температуры 800°, при более высоких температурах он разлагается на водород и сажу, присутствие которой способствует интенсивному науглероживанию восстанавливающегося металла. Водород, чистая окись углерода, диссоциированный аммиак и водяной газ также могут служить восстановителями, но они более дороги.

Остановимся на основных газообразных восстановителях — водороде и окиси углерода. Восстановление металлов из окислов водородом и окисью углерода проходит по реакциям
Восстановление газами и углеродом

Восстановительная активность H2 и CO определяется их химическим сродством к кислороду. Из термодинамических соображений следует, что окись углерода является более активным восстановителем при температурах ниже 800°, выше этой температуры большим сродством к кислороду обладает H2. Однако термодинамический критерий восстановимости окислов тем или иным восстановителем не всегда является исчерпывающим. Особенность окиси углерода как восстановителя состоит в возможности с понижением температуры распада CO по реакции 2СO —> СО2 + С, причем образующаяся углекислота может быть окислителем.

Большое значение в восстановительных реакциях играют также каталитические процессы и адсорбционные свойства газов-восстановителей, ибо элементарные акты восстановления осуществляются адсорбированными молекулами восстановителя, а скорость восстановления имеет автокаталитический характер. По современным представлениям, восстановление окислов протекает активнее с ростом адсорбционной способности газов-восстановителей и с увеличением каталитического влияния возникающих межфазных поверхностей (металл — окисел). Полнота восстановления зависит также от степени десорбции (удаления) молекул продуктов восстановления с поверхности частиц. Важную роль играет диффузия газов и продуктов восстановления в металлах и окислах.

Водород используется для восстановления окислов таких металлов, как железо, медь никель, кобальт, вольфрам и молибден. Окись углерода в связи с трудностью промышленного производства в чистом виде не применяется. Конвертированный газ, состоящий из смеси H2 и CO, используется для восстановления окислов железа, меди, никеля. Генераторный газ применяется Для восстановления окислов железа.

При восстановлении окислов в качестве восстановителя часто используется углерод. Как видно из графика рис. 1, в противоположность металлам для углерода AZ уменьшается с ростом температуры. При высоких температурах углерод может восстанавливать окислы многих металлов (Fe, Mo, Cr, Nb и др.).

В реакциях окислов с углеродом почти всегда участвует и окись углерода, поэтому закономерности восстановления металлов углеродом и CO рассматриваются параллельно. Недостатком процесса восстановления металлов углеродом является возможность науглероживания конечного продукта. Практически углерод применяется для восстановления окислов железа, вольфрама, ниобия. Реакции окислов с углеродом используются также для получения карбидов, представляющих собой соединения углерода с металлами.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: