Восстановление - гематит
Cтраница 1
Восстановление гематита а - Ре2Оз возможно только при перестройке ромбоэдрической структуры этого вещества в кубическую, что требует значительной энергии активации. Следует упомянуть, что образование шпинелей из окислов двухвалентных и трехвалентных металлов является широко распространенным методом увеличения концентрации катионов отличной валентности. Однако вследствие недостаточной прочности кислородной решетки ZnO происходит агрегация дефектов с образованием фазы металлического цинка и снижения активности катализатора. Кислородный каркас цинкхро-мовой шпинели значительно прочнее. Поэтому предполагается, что образование избыточного цинка при частичном восстановлении окиси цинка, образовавшей твердый раствор с указанной шпинелью, и в самой шпинели значительно больше, вследствие чего катализатор становится более активным и устойчивым. [1]
Поскольку, однако, при восстановлении гематита и магнетита закись железа получается в мелкокристаллическом состоянии, постольку она легко превращается в Fe, и зона перехода FeO в Fe практически сливается с зоной Fe3O4 - FeO. Иначе говоря, при описанном восстановлении образцов руды вюстит возникает в таком состоянии, в котором скорость его превращения в губчатое железо превышает скорость восстановления других окислов. [2]
В ряде работ по изучению механизма процесса [2] показано, что восстановление гематита при температурах выше 572 С протекает в три стадии, оптимальные условия проведения которых существенно различны. Установлено также [3, 4], что скорости протекания реакции Fe2O3 - Fe3O4 и Fe3O4 - FeO при температурах 700 - 750 С близки. Результат анализа условий протекания отдельных стадий процесса показывает, что восстановление высших окислов целесообразно осуществлять в двух - или трехкамерном реакторе кипящего слоя при противотоке реагентов. [3]
Технологический процесс изготовления у-окиси железа с игольчатой формой частиц состоит из следующих основных операций: получение немагнитного гидрата окиси железа ( гетита) с частицами игольчатой формы; дегидратация гетита в гематит; восстановление гематита до магнетита и окисление в у-окись железа. Размеры и форма частиц магнитного порошка в основном определяются структурой железоокисного пигмента - гетита. [4]
Все это способствует ускорению процесса восстановления гематита. Наряду с этим рекристаллизация a - Fe ведет как к понижению пористости покровного слоя, так и к уменьшению числа активных центров на границе РезО4 - a - Fe. Вследствие этого скорость восстановления магнетита понижается и при температурах выше 600 С становится не только меньше, чем для гематита, но падает и по абсолютной величине. [5]
Более медленное восстановление гематита ( до 60 %), кислород которого менее прочно связан с железом, чем в магнетите, объясняется, по-видимому, следующим. Существенное различие решеток РегО3 и РезО4 обусловливает при восстановлении гематита образование весьма мелких кристаллов Ре3О4, обладающих повышенной адсорбционной способностью. Образующиеся в зоне реакции пары воды быстро адсорбируются ими, и значительная часть активных центров оказывается недоступной для водорода. [6]
 |
Влияние паров воды на отношение скоростей восстановления магнетита сухим и влажным водородом.| Влияние температуры и степени восстановления на скорость восстановления гематита ( 1 и маг. [7] |
При рассмотрении влияния пористости била отмечена сложная зависимость скорости восстановления от температуры, своеобразие которой обусловливалось увеличением диффузионного сопротивления вследствие рекристаллизации a - Fe. В этом отношении надежными данными являются вышеупомянутые измерения Г. И. Чуфарова скорости восстановления гематита и магнетита водородом при атмосферном давлении. [8]
Обратный, ингибирующий эффект часто достигается присутствием газообразного продукта реакции или разбавлением реакционной смеси инертным газом. Так, при восстановлении окислов металлов повышение парциального давления паров воды замедляет реакцию ( восстановление гематита [53], стр. [9]
С другой стороны, непосредственные измерения пористости полученного губчатого железа указывают, что при этой температуре начинается ее заметное уменьшение. Наконец, рентгенографическим анализом было установлено, что размер первичных кристаллов железа, возникших при восстановлении гематита, возрастает от ал. [10]
 |
Ингибирующее действие паров воды на восстановление гематита водородом при давлении 1 атм ( Г395 С. [11] |
Присутствие в водороде следов паров воды также влияет на форму кинетических кривых. Этот эффект систематически исследован Эндомом, Хедденом и Леманном [53] на примере восстановления окиси железа. На рис. 25 представлены кинетические кривые степень превращения - время, полученные при восстановлении гематита РеуОз в форме чешуек. Видно, что с увеличением концентрации паров воды от 0 до 2 5 % кинетические кривые сильно деформируются. [12]
Страницы: 1