ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы обжига серного колчедана из "Общая химическая технология Том 1" Реакции, протекающие при обжиге колчедана. При взаимодействии двусернистого железа РеЗг с кислородом, в зависимости от условий ведения процесса, образуются различные продукты. [c.382] Сернокислое железо образуется в относительно малом количестве, уменьшающемся с повышением температуры. [c.382] Реакция (3) при 400—450 смещена в правую сторону. Она каталитически ускоряется окисью железа. [c.382] Как видно из этих данных, при повышении температуры сернокислое железо разлагается. [c.382] В Промышленных многополочных печах диссоциация пирита является первой стадией процесса обжига, за которой следует реакция односернистого железа с кислородом. [c.382] Образующийся на поверхности пирита слой сернокислого железа препятствует дальнейшему течению реакции. [c.383] В системе РеЗа—РеЗ— 2—О2—РезОз—50г равновесие при этих температурах практически полностью смещено в сторону продуктов окисления. [c.383] На рис. 156 показано изменение состава колчедана в процессе обжига его в механической многополочной печи. [c.383] Некоторые из примесей к колчедану при обжиге его также вступают в химические реакции. Соединения мышьяка дают газообразную трехокись мышьяка АзгОз, селен — двуокись селена ЗеОг. Углекислые соли щелочноземельных металлов разлагаются и, реагируя с трехокисью серы, переходят в сернокислые соли. [c.383] Скорость обжига колчедана. Обширные экспериментальные исследования скорости про-десса обжига колчедана проведены советскими исследователями. [c.383] Так как процесс включает несколько последовательно и параллельно протекающих химических реакций, для суждения о его скорости необходимо иметь данные о скорости отдельных реакций. [c.383] Диссоциация пирита становится заметной при температуре около 500°. Скорость диссоциации быстро растет с повышением температуры (рис. 157) и становится значительной уже при 600—650°. Энергия активации приближенно оценивается в 30 000—40 000 кал г-мол. Такая большая величина энергии активации указывает, что наблюдаемая скорость диссоциации определяется скоростью самой реакции разложения, не ограничиваемой физическими явлениями. Это подтверждается и независимостью скорости диссоциации от скорости тока инертного газа — носителя серы (например, двуокиси углерода, азота). [c.383] Скорость диссоциации зависит от структуры пирита. Например, диссоциация монокристалла при 525° протекает в несколько сот раз медленнее, чем диссоциация поликристаллических агрегатов. [c.384] Многие химические реакции, идущие на поверхности твердого вещества, характеризуются наличием инкубационного и индукционного периодов. В течение инкубационного периода не наблюдается образования новой твердой фазы. В течение индукционного периода скорость реакции растет до максимального значения, после чего начинается главный период реакции, в течение которого скорость реакции падает. Эти периоды связаны с зарождением новой твердой фазы на отдельных участках поверхности, с постепенным ростом поверхности раздела фаз до максимума и последующим уменьшением ее. В рассматриваемом случае скорость реакции убывает с самого начала, из чего можно заключить, что реакция начинается сразу на очень большом числе активных мест. [c.384] Результаты исследования скорости окисления одно- и двусернистого железа указывают, что характер зависимости скоростей обеих реакций от отдельных условий одинаков. Скорость этих реакций значительно меньше скорости диссоциации пирита. Начальная скорость реакций обратно пропорциональна размерам частиц (рис. 158) и растет с повышением концентрации кислорода. С повышением температуры скорость реакции растет незначительно (рис. 159). Энергия активации составляет всего только около 3000 кал/г-мол. [c.384] Отсюда можно сделать вывод, что наблюдаемая скорость процесса окисления определяется не скоростью химических реакций, а скоростью диффузии кислорода. В порах слоя окислов железа кислород диффундирует к поверхности реагирующих веществ через смесь двуокиси серы и азота, диффундирующих в обратном направлении — от поверхности в объем. [c.384] Вернуться к основной статье