p>
3
4
1а
2а
3а
4а
? Н, кДж
-52,0
35,3
-13,1
-1,04
-15,5
71,3
23,4
35,5
О”S Дж/К
40,9
40,1
-17,2
-2,96
57,7
73,5
16,2
30,4
Реакції 1,3, 4, 1а -Екзотермічні, а реакції 2, 2а, 3а, 4а - ендотермічні. p> У реакціях відновлення оксидів заліза монооксидом вуглецю? Н 3 >? Н 4
В системі Fe - O відомі оксиди FeO, Fe 3 O 4 , і Fe 2 O 3 , з яких монооксид заліза стійкий лише при температурі вище 570 про С. Рівноважні склади газу, наведені в таблицях 3 і 4, в реакціях за участю цього оксиду не реалізуються, і на малюнках 3 і 4 криві 2, 3, 2а і 3а виконані пунктирно при t <570 про С. При температурі вище 570 про С не реалізуються лінії реакцій 4 і 4а.
Реакції 1 і 1а відновлення вищого оксиду заліза відрізняються високим значенням константи рівноваги (Кр "1), тому протікають необоротно в прямому напрямку, і рівноважна (залишкова) концентрація газу відновника складає тисячні частки відсотка (рис. 5). Різний темп кривих на цьому малюнку пояснюється різницею теплових ефектів реакцій 1 і 1а.
Рівноважні криві на рис. 3, 4, 5 ділять поля малюнків на області стійкості окремих конденсованих фаз. Вище рівноважної кривої фактичний відсоток газу відновника більше рівноважного, і стійкою фазою є відновлена ​​форма оксиду заліза, а під кривою - окислена форма. Таким чином, на названих малюнках показані області стійкості окремих фаз.
Відновлення оксидів заліза монооксидом вуглецю. На рис. 3 представлений рівноважний склад газу в реакціях відновлення Fe 3 O 4 і FeO газом СО. Номери кривих відповідають номеру рівняння реакції. Для реакцій 2, 3 і 4 криві сходяться в точці "О" c координатами: 570 про С і 61% СО, і в рівновазі з газовою фазою знаходяться металеве залізо, і оксиди FeO і Fe 3 O 4. В системі з трьох компонентів (Fe-CO) рівновага 4 фаз безваріантно (С = К - f + 1 = 3-4 +1 = 0), тому склад газу і температура фіксовані. p> Відновлення оксидів заліза воднем. На рис. 4 представлений рівноважний склад газу в реакціях відновлення FeO і Fe 3 O 4 воднем. Всі криві мають регресний характер внаслідок ендотермічну реакцій. Різний темп кривих викликаний різним тепловим ефектом реакцій. Координати безваріантно точки "O 1 ": 570 o C - 80 % H 2 . p> Порівняння діаграм рівноважного складу газу в реакціях відновлення оксидів заліза воднем і монооксидом вуглецю представлено на рис. 5 і 6. Для всіх оксидів заліза рівноважні криві відновлення воднем і монооксидом вуглецю перетинаються при температурі 810 про С. При цій температурі хімічна спорідненість водню і СО до кисню однаково, тому водень і монооксид вуглецю мають однаковою схильністю в реакціях відновлення будь-яких оксидів, в Зокрема, FeO, Fe 3 O 4 і Fe 2 O 3 . При температурі нижче 810 про З хімічна спорідненість СО до кисню більше, ніж у водню, тому залишкова концентрація газу відновника нижче в реакціях відновлення оксидів заліза монооксидом вуглецю. При температурах, що перевищують 810 про С, більш сильним відновником є ​​водень. Його залишкова концентрація в реакціях 1а, 2а і3а менше, ніж у СВ в реакціях 1, 2 і 3 (рис. 5 і 6).
В
Малюнок 5. Порівняння діаграм рівноважного складу газу в реакціях відновлення оксидів заліза воднем і монооксидом вуглецю.
В
Малюнок 6. Порівняння діаграм рівноважного складу газу в реакціях відновлення оксидів заліза воднем і монооксидом вуглецю.
Відновлення оксидів заліза твердим вуглецем. Твердий вуглець (графіт) - універсальний відновник оксидів. Реакції відновлення оксидів вуглецем графіту (Коксом) прийнято називати прямим відновленням на відміну від реакцій відновлення газом, званих непрямим відновленням. У доменному процесі частка прямого відновлення оксидів заліза станови...
