Карботермическое восстановление

Общий принцип получения металлов из природных соединений заключается в следующем чем более активен данный металл, тем более энергичный восстановитель необходимо использовать для его выделения. Типичными восстановителями в металлургии являются водород, углерод, активные металлы (А1, Zn, Mg, Са, щелочные металлы). Выбор подходящего восстановителя определяется не только возможностью протекания самой окислительно-восстановительной реакции (отрицательно значение ДО), но и протеканием побочных реакций избытка восстановителя с восстановленным металлом. Многие переходные металлы можно восстанавливать из оксидов углеродом. Однако он образует с рядом металлов хрупкие и тугоплавкие фазы внедрения. Иногда этот эффект используют сознательно, например при карботермическом восстановлении железной руды в доменных печах с образованием чугуна. [c.252]

Для получения цинка и кадмия их сульфидные концентраты подвергают окислительному обжигу, а затем проводят карботермическое восстановление. Наряду с пирометаллургическим цинк и кадмий получают и гидрометаллургическим способом. В этом методе обожженную руду в виде оксидов растворяют в разбавленной серной кислоте, а раствор подвергают катодному восстановлению. [c.322]

Рассчитайте равновесные концентрации СО в реакциях карботермического восстановления [c.157]

Исключительное по важности значение в металлохимии самого железа имеют взаимодействия в системе железо — углерод, поскольку сплавы железа с углеродом составляют основу черной металлургии. При карботермическом восстановлении железа из оксидных руд (доменный процесс) образуется не чистое железо, а чугун. Особенности взаимодействия в системе Fe—С наглядно отражаются диаграммой состояния (рис. 61). Геометрический строй диаграммы со стороны железа определяется тремя полиморфными модификациями a-Fe, 7-Fe и б-Fe, поскольку переход aT не связан с наличием тепловых эффектов и не отражается на диаграмме. Углерод в железе образует твердые растворы внедрения, области которых на диаграмме обозначены как а, 7, б. Самая большая растворимость углерода — в y-Fe. Этот твердый раствор называется аустенитом. Области твердых растворов углерода в а- и б-Fe, называемые -и б-фер-ритами, значительно меньше. [c.413]

При карботермическом восстановлении оксида магния брикеты MgO и С нагреваются при высокой температуре в неокислительной атмосфере. Рассчитать температуру, при которой суммарное давление М (г) и СО достигнет 1 атм. При температурах 2000 К энергия Гиббса образования М 0 (тв.) и СО могут быть представлены соответственно выражениями (-728000 + 203,8 Т) и (-117000-84,5 Т) Дж/ /моль. [c.142]

Термодинамика процесса карботермического восстановления урана из оксидного уранового сырья [c.283]

Зависимость констант равновесия реакции (6.3) от температуры находится ниже такой же зависимости для реакции (6.1) это означает, что при карботермическом восстановлении урана из оксидов в первую очередь будет образовываться карбид урана, поскольку для получения металлического урана по реакции (6.4) необходимо иметь очень низкое давление монооксида углерода. Из вышеперечисленных реакций наиболее легко протекает реакция (6.3), которая приводит к образованию ПС, и только при более высокой температуре начинаются реакции (6.1) и (6.2), причем для протекания реакции (6.4) нужна более высокая температура, чем для реакции (6.1). [c.285]

Эксперименты различного масштаба по карботермическому восстановлению урана из оксидного сырья показывают, что в равновесных условиях получить конденсированный уран, не содержащий некоторого количества монокарбида урана, практически невозможно. Углерод остается в уране и при проведении процесса в неравновесных условиях (в динамическом вакууме), т. е. при откачке оксидов углерода поэтому необходимо иметь в распоряжении дополнительный гидрохимический или металлургический передел для понижения [c.286]

Из результатов термодинамического анализа следует, что теоретически возможно получить при карботермическом восстановлении урана из оксидного сырья чистый по углероду уран в равновесных условиях, если перевести последний полностью в газовую фазу. Согласно данным, приведенным на рисунках 6.2-6.4, при давлении 0,001 МПа для этого необходима температура 3500 К, при Р — 0,01 МПа — 4000 К, при Р = 0,1 МПа 4500 К. Подобные температуры достижимы с помощью плазменного нагрева. При использовании такого технологического маршрута восстановления урана из оксидного сырья необходимо быстро сконденсировать восстановленный уран из газовой фазы, как это производится, например, при электроннолучевом переплаве чернового урана. При этом, если маршрут хорошо оформлен аппаратурно, происходит очистка урана от сравнительно слаболетучих примесей, содержащихся в исходном оксидном урановом сырье, однако вероятна частичная рекомбинация урана и остаточного кислорода, что также приведет к необходимости проведения аффинажной операции. [c.287]

Ниже рассмотрены результаты лабораторных и крупномасштабных экспериментов, направленных па карботермическое восстановление урана из оксидного сырья. [c.288]

История исследований но карботермическому восстановлению урана из оксидного уранового сырья рассмотрена в [3]. Более или менее целенаправленные технологические исследования в этом направлении начались в 50-е годы в их основе лежала высокотемпературная [c.288]

Процесс карботермического восстановления урана из оксидного уранового сырья описывается в общем виде брутто-уравнением [c.289]

Схема вакуумной индукционной электропечи для карботермического восстановления урана из оксидного сырья показана на рис. 6.5. В нее входят источник электропитания 1 — высокочастотный генератор мощностью 25 кВт, имеющий индуктивную связь с нагрузкой индуктор 2, состоящий из сорока витков диаметр индуктора — 0,102 м, высота — 0,254 м. Герметичность вакуумной индукционной печи обеспечивается наличием кварцевой оболочки 3, на которую сверху надевается латунная водоохлаждаемая насадка [c.290]

Рис. 6.5. Схема вакуумной индукционной электропечи для карботермического восстановления урана из оксидного сырья [3]

Металлические хром, молибден и вольфрам получают обычно карботермическим или металлотермическим восстановлением их оксидов или электролизом расплава их солей. Для нужд черной металлургии обычно нет необходимости получать очень чистый легирующий металл. Поэтому при карботермическом восстановлении совместно с железными рудами получают обычно феррометаллы (феррохром, ферромолибден, ферровольфрам). [c.335]

Па рис. 6.6 графически представлена зависимость процесса газовыделения из шихты состава и02,оо+ 2,00 С от температуры, начиная с 1300°С (кривая 1). При карботермическом восстановлении изОв в вакууме процесс газовыделения начинается уже при 750 °С соответственно, часть газа выделяется в виде СО2, затем, по мере повыше- [c.291]

Таблица 6.1. Стехиометрическое мольное отношение углерода и изОв в шихте при карботермическом восстановлении урана

Магний вцделяется в виде пара. Смещение равновесия вто( й реакции в обратную сторону предотвращают быстрым -охлаждением пара Mg ( закалка равновесия). Образование СО (а не СОг) в данном н аналогичных ему процессах карботермического восстановления обусловлено тем, что при высоких температурах равновесие реакции [c.329]

Для многих металлов формой, подлежащей восстановлению, является оксид. Поэтому сульфидные руды для перевода в оксидную форму подвергают обжигу. Водородным восстановлением оксидов получают такие металлы, как Мо, АУ, Не и т. п. Водород — сравнительно мягкий восстановитель. Карботермическое восстановление используют для получения Ре, РЬ, 5п, Си, 2п, N1, Со, Мп и др. Более энергичным восстановителем является металлический алюминий. Алюмотермия широко используется для получения таких металлов, как Сг, Мп, Ре (алюмотермическая сварка), щелочно-земельные металлы. Восстановление оксидов металлов алюминием протекает с большим выделением теплоты, что обусловлено высоким сродством алюминия к кислороду. Еще энергичнее как восстановитель действует магний, который используют для восстановления как оксидов (например, В2О3), так и галогенидов (например, при получении титана и его аналогов). Наконец, самые активные металлы — алюминий, магний, щелочно-земельные и щелочные — получают электролизом расплавов солей (как правило, хлоридов илп фторидов). Катод электролизера можно рассматривать как наиболее энергичный восстановитель — непосредственный донор электронов. [c.44]

Производство железа базируется на карботермическом восстановлении оксидных металлсодержащих руд. Сульфидные, арсенидные и прочие руды предварительно подвергают окислительному обжигу. Возможность применения в качестве восстановителя угля (кокс) и его оксида обусловлена тем, что железо является металлом средней активности. В настоящее время восстановление оксидных руд осуществляется главным образом в доменных печах и с химической точки зрения может быть представлено следующей последовательностью реакций [c.400]

Карботермическое восстановление. При восстановле- НИИ металлов из их оксидов углеродом кислород связывается в прочные летучие оксиды СО2 и СО (при температурах выше 800° С преимущественно в СО). [c.222]

Рассчитать равновесное давление оксида углерода при карботермическом восстановлении AI2O3 по реакции [c.229]

При водородном или металлотермическом восстановлении получаются либо порошкообразные, либо губчатые металлы. Для получения компактных металлов и их дополнительной очистки используют обычно вакуумную плавку с применением электронно-лучевого нагрева или плавку в электродуговых печах с расходуемым электродом из чернового металла в водоохлаждаемых медных тиглях. Для нужд черной металлургии обычно нет необходимости получать очень чистый легирующий металл. Поэтому при карботермическом восстановлении совместно с железными рудами получают обычно феррометаллы (феррохром, ферромолибден, ферровольфрам). [c.449]

При атмосферном давлении требуемая температура 1800—1900°. Процесс проводят в графитовой трубчатой печи в заш,итной атмосфере (На, Аг). NbaOs можно восстанавливать непосредственным взаимодействием с углеродом (сажей). Однако шихта имеет меньшую насыпную массу, и для обеспечения той же производительности требуется объем печи в 2,5—3 раза больший, чем в случае смеси NbaOg-f 5Nb . Преимущество карботермического восстановления в том,что используется дешевый восстановитель (сажа) и достигается высокое извлечение ниобия (тантала) в металл. [c.86]

Карбид титана может быть получен карботермическим восстановление TIO2, синтезом из простых веществ или методом наращивания (аналогичные синтезу TiN). Последний из названных способов можно осуществить также осаждая металлический титан, который далее переводят в карбид в атмосфере углеводородов. [c.1480]

При исследовании фазовых соотношений в псевдобинарной системе АШ—81С установлено [87—91] образование ТР общего состава (АШ) (81С)1 (при одновременном замещении в матрице атомов-компонентов по схеме А1 <-> 81 и N <-> С) с гексагональной структурой вюртцита (2Я). О возможной концентрационной неоднородности образующихся ТР сообщали авторы [91], изучавшие состав и морфологию композиционных порошков АШ—81С, получаемых карботермическим восстановлением и азотированием оксидов 81, А1. Наряду с упомянутыми ТР, обнаружены также индивидуальные соединения составов 81зА14М4Сз и 81зА15Ы5Сз. [c.56]

Практически процесс карботермического восстановления осуществляется следующим образом около 3/4 общего количества Nb20s смешивают с сажей и превращают в карбид, нагревая при 1800° С в графитовых печах непрерывного действия в токе водорода. Порошок карбида смешивают с оставшейся пяти-окисью, взятой с небольшим избытком. Спрессованную в штаби-ки под давлением 1 тс/см или утрамбованную в ракторе смесь нагревают в вакууме выше 1600° С. При этом получается технический металл, переплавляемый затем в электронно-лучевых печах. [c.253]

В качестве сырья для карботермического восстановления урана наиболее доступны и применимы 11з08 и иОз. Если используют иОз, реакция восстановления (6.1) начинается выше 1100 °С, давая в качестве побочного продукта монооксид углерода (СО) [c.289]

Мольное отношение ПзОв/С в шихте Состав промежуточных продуктов карботермического восстановления урана из НзОв, вес % Рассчитанное стехиометрическое мольное отношение НзОз/С в шихте [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология