Восстановление оксидов металлов. Физико-химические основы восстановительных процессов Одним из условий получения чугуна в доменной печи является удаление кислорода из оксидов, металлы которых входят в состав чугуна.
Процесс отнятия кислорода от оксида и получения из него элемента или оксида с меньшим содержанием кислорода называется восстановлением. Наряду с восстановлением протекает окисление вещества, к которому переходит кислород оксида.
Это вещество называется восстановителем. Восстановительные процессы сопровождаются выделением или поглощением тепла. Химическая прочность оксида определяется силами химической связи данного элемента с кислородом. Восстановление оксидов железа оксидом углерода По степени убывания кислорода оксиды железа располагаются в ряд Fe0O0, Fe0O0 и FeO, содержащие соответственно 00,00 00,00 и 00,00 кислорода. Из трех оксидов железа, взятых в свободном состоянии, наиболее прочным в условиях рабочего пространства доменной печи, а точнее при температуре выше 000 С, является FeO. Восстановление железа из его оксидов протекает ступенчато путем последовательного удаления кислорода и в зависимости от температуры может быть изображено двумя схемами при температуре выше 000 С Fe0O0 Fe0O0 FeO F при температуре ниже 000 С Fe0O0 Fe0O0 Fe. Ниже 000 С прочность FeO становится меньше прочности Fe0O0 и она превращается в Fe0O0 и Fe. В доменной печи восстановление железа из его оксидов протекает в основном по первой схеме, так как уже через несколько минут после загрузки материалов на колошник они нагреваются до температуры выше 000 С. Большая половина кислорода, связанного в оксиды железа, отбирается оксидом углерода, поэтому основным восстановителем в доменной печи является оксид углерода. Восстановление оксидов железа оксидом углерода при температуре выше 000 С идет по реакциям 0Fe0O0 СО 0Fe0O0 СО0 00,000 МДж, Fe0O0 mCO 0FeO m 0CO СО0 00,000 МДж, FeO nCO Fe n 0CO СО0 00,000 МДж. 0.0