Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Термодинамика восстановления окислов железа




Восстановление оксидов металлов, имеющих несколько степеней окисления, происходит последовательно. Так, восстановление оксидов железа водородом при температурах выше 570°С (843 К) происходит в соответствии с реакциями:

(1) 3Fe203 + H2=2Fe3O4гO DH1 = -12890 Дж;

(2) Fe3O4 + H2=3FeO + НгO DH2 = 77520 Дж;

(3) FeO + H2=Fe + Н2О DH3 = 24790 Дж

При температурах ниже 570°С, когда вюстит становится термодинамически неустойчивым, восстановление FезО4 происходит до железа:

(4) ¼ Fe304 + Н2 = 3/4Fe + Н2О DH4 = 37970 Дж.

Реакция (I) является необратимой. Константы равновесия остальных реакций имеют один и тот же вид:

Kp = PН2О/PН2 = %Н2О/%Н2

Численное значение констант равновесия различно для разных реакций. Поэтому каждая реакция характеризуется определенным значением состава равновесной газовой смеси Н2 — Н2О, который изменяется с температурой.

На рис.18 приведена диаграмма равновесия оксидов железа с газовыми смесями Н2 — Н2О. Диаграмма учитываеттакже образование растворов переменного состава в области вюстита.

Диаграмма равновесия оксидов железа с газовыми сме­сями СО—СО2 приведена на рис. 19

Рис. I8. Диаграмма равновесия оксидов Рис. 19. Диаграмма равновесия оксидов железа

железа с газовыми смесями Нг— Н2О с газовыми смесями СО— СОг

Основные различия термодинамики восстановления окислов железа окисью водорода и углеродом следующие.

При температуре ниже 810оС. водород как восстановитель слабее окиси углерода, его равновесная концентрация больше, чем равновесная концентрация окиси углерода. Выше 810оС Водород становится более сильным восстановителем.

Восстановление окислов железа твердым углеродом возможно по следующим реакциям.

(5) 3Fe203 + С=2Fe3O4+СO DH5 = 129,07 МДж;

(6) Fe3O4 + С=3FeO + СO DH6 = 187,28 МДж;

(7) 3FeO + С = Fe+CO DH7 = 152,67 МДж;

Для реакции (7) lgKp = -7730/T+7.84, Суммарный тепловой эффект реакций 5-7 отрицательный.



Поделиться:

Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 111; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты