Термодинамика восстановления оксидов
железа
Процесс восстановления железа из
оксидов по принципу Байкова о последовательности превращений протекает
ступенчато путем последовательного перехода от высших оксидов к
низшим по схеме Fe203 —*-Fe304
—*-FeO —*Fe (выше 570 °C) или Fe203
—*Fe304 —*Fe (ниже 570 °C). При этом в соответствии
с диаграммой Fe—О в системе возникают не только низшие оксиды и металл, но
и твердые растворы.
Приведем реакции восстановления
оксидов железа газообразными восстановителями:
3Fe203 +
СО = 2Fe304 + С02 + 37,25 МДж; (11)
Fe304 + СО
= 3FeO + С02 - 20,96 МДж; * .
(12)
FeO + СО = Fe + С02 +
13,65 МДж; - л (13)
3Fe203 +
Н2 = 2Fe304 + Н20 - 4,2
МДж*; " (14)
Fe304 +
Н2 = 3FeO + Н20 - 62,41 МДж; (15)
FeO + Н2 = Fe +
Н20 - 27,80 МДж. ...
(16)
Каждая из этих реакций является
трехкомпонентной и трехфазной, т.е. обладает двумя степенями свободы.
Следовательно, из четырех величин, характеризующих состояние системы
(общее давление, температура, парциальное давление восстановителя и
продукта восстановления), лишь две могут произвольно меняться. Остальные
же являются их функцией. Учитывая, что по принципу Ле-Шателье равновесие
не зависит от общего давления, получаем
к * Рсо^о/Рсоо»
' «П : >• (17)
Поэтому систему можно считать моновариантной.
Для реакций (11) и (14)
соответственно ' 1
lg Кр =
(1720/Г) + 2,81 и lg Кр =
(-160/Г) + 4,48. . , (18)
Реакции (11) и (14)
характеризуются очень низкими со-
По другим данным, тепловой эффект этой реакции
положительный.
