Восстановление магнетита до железа

Магнетит получали восстановлением окиси железа при 800° С с 1,15% древесного угля. Анализ показал, что в материале наряду с магнетитом содержалось 20% а-РегОз. Восстановлением окиси железа при 900° С с 4% угля был получен продукт, содержащий 75,9% РеО, который и изучался как вюстит. Полученные окислы имели крупность обычного аналитического [c.184]

Однако в полном соответствии с изложенным П. В. Усачев и В. Л. Волков еще в 1938 г. показали возможность синтеза пентакарбонила железа с высоким выходом продукта под давлением всего 10—25 ат при соответствующем снижении температуры процесса до ПО—140 °С, если в качестве исходного сырья использовать восстановленный водородом магнетит, отличающий- [c.44]

Для понимания процессов активирования катализатора и роли промоторов существенно знать, какие твердые фазы присутствуют в невосстановленном и восстановленном катализаторе и как распределяются между этими фазами отдельные компоненты, Все фазы окисленной формы катализатора содержат железо (магнетит, вюстит, феррат (III)). Оксиды щелочных металлов действуют как минерализаторы, ионы АР+ изоморфно замещают ионы Fe + в магнетите и в феррате (III) калия. Восстановленная форма сохраняет микроструктуру исходной фазы, а дезактивированный катализатор имеет измененную структуру активной поверхности и в нем образуются новые фазы [49, 55, 56]. [c.136]

Гранулированный магнетит с добавкой 4,5% окиси алюминия и 5,3% азотнокислого калия (соответствующих 2,5% окиси калия) нагревают до плавления между двумя охлаждаемыми водой электродами один из этих электродов соединяют с третьим электродом, посредством которого производят нагревание до температуры, при которой магнетит становится проводником расплавленный продукт после восстановления смесью азота с водородом при 500° испытывают на каталитическую активность поверхностный слой катализатора значительно беднее закисью железа, чем внутренняя масса, состоящая главным образом из окиси железа могут быть приготовлены сплавы, содержащие до 50% окиси алюминия Железо [c.46]

В струйном процессе плавки [9] порошкообразный магнетит Fe O, вносится потоком газа в пламя (1900 °С) природного газа с кислородом. При этом происходит весьма быстрое восстановление. Пламя направлено вниз — в ванну расплавленного железа с высоким содержанием углерода, где восстановление завершается. [c.308]

Одним из авторов настоящей монографии разработан метод активации электрода без разборки электролизера [91]. Этот метод заключается в том, что электрод изготовляют из материала, нерастворимого в условиях анодной поляризации (никель, железо в щелочных растворах, платина, магнетит в кислых растворах). Перед началом электролиза в раствор добавляют соли того металла, на котором протекает восстановление требуемого соединения. После включения тока металл осаждается на инертном основании, образуя активный слой, который некоторое время работает эффективно. После снижения активности катода меняют полярность электродов на определенный промежуток времени (производят анодную обработку). В процессе анодной обработки растворяется потерявший активность слой металла и одновременно происходит окисление адсорбированных на катоде высокомолеку- [c.128]

Одним из авторов настоящей монографии разработан метод активации электрода без разборки электролизера [13. Этот метод заключается в том, что электрод изготовляют из материала, нерастворимого в условиях анодной поляризации (никель, железо в щелочных растворах, платина, магнетит в кислых растворах). Перед началом электролиза в раствор добавляют соли того металла, на котором протекает восстановление требуемого соединения. После включения тока металл осаждается на инертном основании, образуя активный слой, который некоторое время работает эффективно. После снижения активности катода меняют полярность электродов на определенный промежуток времени (производят анодную обработку). В процессе анодной обработки растворяется потерявший активность слой металла и одновременно происходит окисление адсорбированных на катоде высокомолекулярных смолообразных продуктов. После перехода на нормальную работу активный слой металла вновь — ждается на катоде. Практика показывает, что при правильном выборе режима и условий электролиза описанный метод активации позволяет вести электролиз без разборки электролизера в течение нескольких тысяч часов. [c.67]

Таким образом, аммиак не восстанавливает магнетит с заметной скоростью ниже 450° и, повидимому, при 450° и выше продукты разложения аммиака играют более существенную роль в восстановлении катализатора, чем сам аммиак. Это предположение вытекает из того факта, что восстановление плавленых катализаторов аммиаком при 450 и 550° является, повидимому, авто-каталитическим процессом другими словами, в. начальной стадии опыта скорость восстановления со временем увеличивается. Восстановление водородом не является автокаталитическим процессом. Можно поэтому сделать вывод, что а-железо и нитрид, образующиеся при восстановлении, являются более активными катализаторами разложения аммиака, чем окись железа. [c.262]

В случае восстановленного плавленого катализатора (03001) с применением синтез-газа (Н2 С0=1 1) при 7,8 атм и постоянной степени превращения около 65% средний состав катализатора изменялся со временем, как показано на рис. 8 [31]. Из металлического железа восстановленного катализатора основное количество карбида Хэгга получалось в течение первых нескольких дней процесса, причем этот карбид оказался единственной карбидной фазой. Одновременно с меньшей скоростью образовывался магнетит. Однако содержание магнетита увеличивалось в ходе опыта главным образом за счет металлического железа, поскольку количество карбида Хэгга лишь очень медленно уменьшалось со временем. Немагнитная область на рис. 8 получена на основании данных термомагнитного анализа преимущественно в относительно малых магнитных полях, однако эту оценку количеств металлического железа, карбида Хэгга и магнетита можно считать приблизительно правильной. В этом испытании на поверхности отлагалось лишь небольшое количество элементарного углерода дезактивация и потеря механической прочности катализатора в основном должны быть отнесены за счет окисления, а не за счет образования свободного углерода. В аналогичных условиях, но при 21,4 атм, окисление катализатора было значительно более быстрым в течение 8 дней более 70% железа превращалось в магнетит [21]. [c.280]

Следовательно, при протекании железо-парового процесса, как и металло-парового, предельными продуктами восстановления и окисления будут железо и магнетит [c.324]

Эти методы получают все более широкое распространение для получения хлората натрия, калия и других хлоратов. По одному из вариантов электролизу подвергается слабокислый раствор Поваренной соли в электролизерах без диафрагмы при температуре 75—80°. При этом образующиеся на аноде хлор, а на катоде едкий натр реагируют между собой. Получающийся гипохлорит натрия в кислой среде быстро превращается в хлорат. Одновременно происходит разряд ионов ОСГ, которые обладают менее высоким анодным потенциалом, чем СГ, и поэтому легче окисляются на аноде, превращаясь в ионы СЮз. Для защиты от катодного восстановления ионов ОСГ и сохранения катодов от разрушения в электролит вводится небольшая добавка бихромата натрия. Общий выход хлората по току достигает 90—95%. Материалом для анодов служит платина, магнетит, уголь или графит, а для катодов — железо и другие металлы. [c.661]

Рег0з г Рез04. Только при таком псевдоморфном переходе твердое вещество может не изменять своей кристаллической структуры, так как и магнитная окись железа -РегОз и магнетит Рез04 — предельные продукты превращения катализатора в ходе катализа — имеют однотипную структуру шпинели. Прокаливание подобного катализатора в атмосфере, содержащей большой избыток кислорода, приводит к образованию а-РегОз, что исключает псевдоморфное образование продуктов восстановления окиси железа, и катализатор теряет активность. В то время как восстановление кубической окиси железа и окисление магнетита идет [c.58]

Константы равновесия реакции восстановления магнитной окиси железа в 10 раз меньше констант для окиси кобальта и в 10 раз меньше констант для окиси никеля. Закись железа (ГеО) ниже 560° является нестабильной фазой. Восстановление окиси железа (Ре еОз) в магнетит (для которого данные не приведены характеризуется более высокими константами равновесия и термодинамически более вероятно, чем восстановление магнетита в железо. Восстановление окисей металлов окисью углерода или газом синтеза может ослон няться образованием свободного углерода и карбидов. Константы равновесия восстановления окисей кобальта и никеля достаточно велики, так что металл является устойчивой объемной фазой при равновесии с газами, обычно присутствующими в ходе синтеза. Для железных катализаторов [c.26]

Как в клетках А. magnetota ti um, так и у магниточувствительных кокковидных бактерий кристаллы магнетита расположены рядом с образованиями, имеющими аморфную структуру. Это позволяет предположить, что в изучавшихся системах формирование кристаллов магнетита происходит в результате структурной модификации предшественников, а не вследствие непосредственной кристаллизации присутствующих в водном растворе ионов. Рост кристаллов из фазы с иной кристаллографической структурой включает процесс перегруппировки ионов в соответствии с новыми координатами в решетке. Фазовый переход этого типа может идти через стадию растворения поверхностных слоев предшественника и последующей кристаллизации минерала в новом фазовом состоянии на поверхности присутствующих в среде частиц. Возможно также образование новой фазы вследствие происходящего in situ твердофазного перехода, особенно вероятного при тесном структурном сходстве (топотаксии) двух фаз и малых величинах межфазного натяжения. Преобразование аморфного гидрата оксида трехвалентного железа в магнетит, вероятнее всего, идет по первому из рассмотренных механизмов, поскольку этот переход связан со значительной структурной перегруппировкой, реакцией дегидратации и частичным восстановлением трехвалентного железа. [c.77]

Магнетит FegOi имеет шпинельную структуру, подобную MgAljOi и представляющую собой кубическую упаковку ионов кислорода, в промежутках между которыми распределены ионы Fe и Fe +. В невосстановленном катализаторе много крупных кристаллов, (рис. 39). Во время восстановления, весь кислород удаляется, но усадки не происходит, поэтому получается очень пористое железо, занимающее тот же общий объем, что и исходный магнетит (см. гл. 2, рис. 9). Эта пористость является важным фактором, влияющим на активность используемого катализатора. Другим важным фактором является дисперсность отдельных кристаллов железа, образованных при восстановлении, которая в основном определяется природой и количеством присутствующих промоторов. [c.159]

Об окончании восстановления можно судить по исчезновению нитросоединения или по концентрации образовавшегося амина, которую определяют с помощью титрования нитритом натрия. Чугунные стружки при этом превращаются в смесь оксидов железа (II) и (III), а в специально подобранных условиях могут образовать магнетит (Рез04), находящий применение в виде желтого пигмента. Уравнение этой реакции обычно представляют следующим образом [c.303]

Установлено ингибиторное действие 200—300 мг/кг гидразина на процесс кислородной коррозии стали вследствие образования защитной пленки магнетита. При температурах ниже 230°С продуктом восстановления оксидов и гидроксидов железа является в основном Ре(ОН)г, который постепенно превращается в магнетит Рез04. При температурах выше 230°С образование магнетита на поверхности металла происходит непосредственно в виде плотного слоя, что приводит к значительно более прочному сцеплению оксида с металлом и увеличению защитных свойств пленки. [c.77]

Оксид Ре(11,1П)-соед. ф-лы Рсз04, или РеО-РсзОз, Ре"(Ре "02)2 (минерал магнетит), при нагр. разлагается при 627 °С а-форма переходит в Р ур-ние температурной зависимости давления разложения IgpiO , в мм рт. ст.) = = — 33265/7"-Ь 13,37 (Т > 843 К) ферримагнетик, точка Кюри 900 К отличается высокой электрич. проводимостью. Раств. в к-тах с образованием солей Ре(П) и Ре(И1), прокаленный при 1200-1300 °С прир. магнетит практически не раств. в к-тах и их смесях. При нагр. на воздухе окисляется до Pe Oj. Получают действием водяного пара иа раскаленное железо, восстановлением РсзОз, окислением РеО. [c.131]

В качестве анодов используют различные электролитически нерастворимые материалы графит, магнетит, диоксиды свинца, марганца и рутения, которые наносят на титановую основу. Катоды изготовляют из молибдена, сплава вольфрама с железом или никелем, из графита, нержавеющей стали и других металлов, покрытых молибденом, вoльфpa юм или их сплавами. Процесс проводят в электролизерах с диафрагмой и без нее. Кроме основных процессов электроокисления и восстановления, одновременно могут протекать электрофлотация, электрофорез и электрокоагуляция. [c.96]

В 1923 г. С. Мюллер в Германии открыл высокие анти-детонационные свойства пентакарбонила железа для моторных топлив , что в значительной степени стимулировало работы по его синтезу. В результате этих работ с 1926 г. в продаже появилось новое моторное горючее — маталин с присадкой пентакарбонила железа. Сырьем для синтеза карбонила железа вначале служили окис-ные железные руды (магнетит, сидерит и др.), восстановленные водородом. После восстановления эти руды обрабатывались окисью углерода под давлением 50—200 ат при температуре 100—200 °С. В дальнейшем в качестве сырья для синтеза карбонила стали использовать губчатое железо. [c.15]

Железо — четвертый по распространенности после О, Si и А1 элемент в земной коре (кларк 5,1%). Получают его из железных руд, содержащих гематит FeaOg, магнетит Feg04, гетит FeOOH или их смеси. Вначале путем восстановления руды коксом в домне выплавляют чугун — сплав железа с 3-4% углерода. Лишний углерод выжигают из чугуна в конверторах с помощью воздуха или чистого кислорода или в мартенах, где высокая температура достигается с помощью факела газа, а лишний углерод выжигается с помощью избытка воздуха и кислорода оксидов, поступающих вместе с металлоломом (скрапом). Металлургия чугуна и стали (черная металлургия) подробно изложена в разделе 2.4. [c.185]

Активной частью катализатора является магнетит Рез04. В первоначальный же состав массы входит а-РезОз —кристаллический оксид железа ромбоэдрической структуры. Для превращения а-РезОз в активный магнетит катализатор восстанавливают смесью, содержащей СО, Н , СО и водяной пар. Восстановление обычно производят в цехах — потребителях катализатора. Процесс идет при 500 °С и атмосферном давлении по следующим реакциям [c.117]

Одним из лучших катализаторов в этом случае является железо с добавками небольших количеств окислов калия и алюминия, которые повышают активность и устойчивость катализатора в работе. Существуют различные методы приготовления промышленного катализатора синтеза аммиака. По одному из методов железо вместе с добавками плавят и окисляют в струе кислорода. По другому плавят железную руду (магнетит) с добавками. Приготовленную любым из методов массу дробят, просеивают и полученные зерна (гранулы) загружают в контактный аппарат для синтеза аммиака. В этом аппарате сначала происходит восстановление катализатора азотноводородной смесью, а далее синтез аммиака. Перед тем как открыть доступ в контактный аппарат, смесь азота и водорода тщательно очищают, чтобы избежать отравления катализатора. Процесс синтеза аммиака осуществляет-затуре 450—550° С и высоком давлении (200- [c.27]

Чистое железо, получаемое восстановлением магнетита РвдО , обладает высокой активностью, но непригодно для практического применения, так как его продолжительность жизни в условиях синтеза (550 , 300 ат) не превышает нескольких часов. Если же при получении катализатора ввести в магнетит небольшое количество окиси алюминия А120з, то продолжительность жизни увеличивается более чем до одного года [9]. [c.42]

Испытания по обжигу проводили в широком интервале изменения режимных параметров (температура обжига, содержание окиси углерода в обрабатывающем газе и др.). Однако однозначных зависимостей степени восстановления руды от этих режимных параметров не было установлено. Объясняется это в значительной сте-пени тем, что испытания проводили в интервале времени пребывания руды в печи, значительно превышающем время, необходимое для восстановления частиц заданной крупности. Например, для частиц диаметром до 1 мм оно составляет несколько минут, в то время как фактическое среднее время пребывания частиц в печи колебалось в пределах 0,61—1,44 ч. Поэтому все частицы успевали восстановиться до конечной величины, обусловленной термодинамическими факторами. По диаграмме состояния железо-кислород при данных условиях (температура 600—800° С и содержание окиси углерода в обрабатывающем газе до 10°о) устойчивой фазой является магнетит. Поэтому при увеличении температуры обжига увеличивалась скорость реакции восстановления, но не дальше магнетита. Аналогичную картину наблюдали и при увеличении содержания окиси углерода в обрабатывающем газе. Некоторое перевосстановление проб относительно магнетита, по-видимому, люжно объяснить изменением механизма восстановления для силикатов железа по сравнению с окислами железа и наличием в руде органического углерода. [c.375]

Результаты опытов по отравлению в реакторах с неподвижным слоем легче всего поддаются интерпретации, если катализатор отравлен заранее. Для этого катализатор погружают в раствор с известной концентрацией яда, так что можно ожидать, что содержание яда во всех зернах катализатора окажется одинаковым. Затем отравленный катализатор испытывают в реакторе с неподвижным слоем, где яд равномерно распределен по слою катализатора, но его распределение внутри зерен может быть неоднородным. Хотя результаты таких опытов весьма полезны и поддаются непосредственному истолкованию, они могут отличаться от результатов тех опытов, где отравление катализатора происходит в ходе реакции, так как а) во время предварительного отравления катализатор не мог быть в своем стационарном состоянии ж б) предварительно отравленный катализатор не может прийти в то стационарное состояние, в котором он был бы при работе на неотравленном сырье. Некоторые из этих трудностей можно проиллюстрировать на примере предварительного отравления соединениями серы восстановленного плавленого железного катализатора (Fe304 Mg0-K20) для синтеза Фишера — Тропша [70]. Восстановленный катализатор с удельной поверхностью около 15 м /г железа был погружен в раствор соединения серы в гексане, проанализирован и испытан в смеси IH2 + 1G0 при 21,4 атм. При содержании серы в виде HgS 8 мг на 1 г железа относительная активность катализатора снижалась до 10%, а при содержании серы около 10 мг на 1 г железа — до 1%. Последнее количество серы достаточно для полного хемосорбционного покрытия железа, находящегося на поверхности, и для реакции со всей щелочью. Предварительные работы показали, что катализатор сильно окисляется во время синтеза. После 10 дней синтеза больше 70% железа превратилось в магнетит и удельная поверхность уменьшилась почти до 1,0 м /г железа. Однако активность катализатора в опытах с чистым газом оставалась постоянной. При добавлении в условиях опыта сероводорода в исходную смесь относительная активность свежего катализатора понизилась до 10% при введении всего лишь 0,6 мг серы на 1 г железа [49]. В этом примере экстраполяция данных, полученных с предварительно отравленным катализато- [c.43]

Перед синтезом осажденные железо-медные катализаторы обычно обрабатывают На, СО, МНз или смесями СО Ц-На- Предварительная обработка не оказывает влияния на активность катализаторов, однако существенно сказывается на селективности, стабильности и на продолжительности разработки [10, 83, 84]. В зависимости от продолжительности нагревания катализаторов в токе водорода при 230—250° С окислы железа либо почти полностью восстанавливаются до металла, либо до ГеО и соединений типа шпинелей РеО-ЕеаОз, СиО-ГеаОз, М 0-Геа0з, МпО-РеаОз [61, 85]. При обработке окисью углерода или смесью СО На образуется магнетит и карбид Хэгга, а при обработке аммиаком — магнетит и нитриды железа [80]. По сравнению с катализаторами, восстановленными смесью СО -[-На, катализаторы, обработанные водородом и особенно аммиаком, способствуют образованию продуктов более низкого молекулярного веса со значительным содержанием спиртов. Однако обработка смесью СО+Нг снижает чувствительность катализаторов к отравляющему воздействию сернистых соединений [86]. Азотированные катализаторы более стабильны, чем восстановленные водородом или смесью СО -[-Нг- Чем больше содержание щелочи и меньше меди, тем выше температура и больше продолжительность восстановления [83]. Присутствие СОа и особенно паров НаО приводит к снижению активности железо-медных катализаторов. После восстановления поверхность. [c.12]

При температурах < 570° С вюстит становится неустойчивым, и первой фазой, образующейся при окислении железа, является магнетит (Рез04) [3]. Поэтому при температурах до 500° С, которые интересуют нас, восстановление и окисление контактов на основе железа будет протекать между фазами Рез04 Fe. [c.19]

Определение железа в руде. К обычным железным рудам относится гематит РегОз, магнетит Рез04 и лимонит ЗРегОз-ЗНгО. Титриметрические методы определения железа в образцах этих руд состоят из трех стадий 1) растворение образца, 2) восстановление железа до двухвалентного состояния и 3) титрование стандартным раствором окислителя. [c.380]

Основным компонентом невосстановленных образцов является магнетит Рез04, обладающий структурой шпинели. Элементарная ячейка магнетита включает 32 иона кислорода, расположенных в узлах решетки, и 24 иона железа в междоузлиях (8 ионов Fe в тетраэдрических междоузлиях, по 8 ионов Fe и Fe в октаэдрических междоузлиях) [7]. При введении в Рбз04 умеренных количеств различных окислов кристаллическая структура магнетита сохраняется, но изменяются параметры его кристаллической решетки и магнитные свойства, т. е. образуется твердый раствор [8]. После восстановления образцы имеют структуру а-железа независимо от природы добавок. Добавляемые окислы обычно имеют слабокислые или амфотерные свойства (структурные промоторы), а также резко выраженные основные (химические промоторы). Для структурных промоторов характерна относительно хорошая растворимость в магнетите и заметное структурообразующее действие, способствующее формированию развитой пористой структуры в восстановленных образцах. При этом удельная поверхность образцов составляет 10-Н 20 м /г, а удельная поверхность собственно железа — до 5 mVf [5, 9]. Типичным представителем структурообразующих добавок является окись алюминия. [c.108]

Как показал рентгеноструктурный анализ, катализаторы, приготовленные на основе окиси железа, содержат а-модификацию РсаОз — кристаллическую окись железа ромбоэдрической структуры. Активной же частью катализатора в процессе конверсии окиси углерода является магнетит Рвз04, состоящий из кристаллов кубической системы. Для превращения а-Ре Оз в активный магнетит катализатор восстанавливают газовой смесью, содержащей водород и окись углерода. Согласно исследованиям А. М. Алексеева, И. П. Кириллова, восстановление железохромового катализатора сопровождается экзотермическими реакциями, а присутствие окиси углерода в газовой смеси может вызывать восстановление РегОд до металлического железа. При этом не только снижается активность катализатора, но и создаются условия для протекания весьма быстрой экзотермической реакции окисления железа водяным паром, которая может вызвать резкий подъем температуры и перегрев катализатора. В результате этого возможно необратимое снижение каталитической активности, а в отдельных случаях даже спекание катализатора и его механическое разрушение, приводящее к увеличению гидравлического сопротивления при прохождении реакционной смеси через катализатор. Для уменьшения количества тепла, выделяющегося при восстановлении катализатора конверсии окиси углерода, было предложено применять в качестве восстановителя газовую смесь с низким содержанием СО. [c.31]

В течение этого периода атомное отношение элементарного углерода и кислорода к железу увеличивалось только соответственно от О до 0,10 и от 0,05 до 0,14. Через 98 дней лишь 10% железа было обнаружено в виде магнетита, в то время как за тот же период в случае аналогичного восстановленного катализатора в магнетит превратилось более 40% железа (см. рис. 8). В остальной период испытания (от 99 до 139 дней) температура сначала была повышена до 240° и затем до 258°. При этих более высоких температурах азот удалялся из катализатора и количество карбидного углерода увеличивалось быстрее кроме того, с несколько большей скоростью происходило и отложение элементарного углерода скорость окисления, однако, осталась примерно той же самой. В аналогичном испытании при 7,8 атм (Х215) через 203 дня в результате рентгеновского анализа был обнаружен только е-карбонитрид, причем каталитическая активность в течение всего периода оставалась постоянной. Данные химического анализа показали (табл. 7) наличие в катализаторе лишь малых количеств элементарного углерода и кислорода. Этот катализатор был вновь азотирован аммиаком в течение 6 час. при 350° и объемной скорости 1000. Через 238 дней снова проводилось азотирование, хотя ни в одном из этих случаев повторная активация не была необходима. После повторного азотирования катализатора и его использования для синтеза была также найдена лишь е-карбонитридная фаза, однако количества азота и элементарного углерода увеличились, тогда как количество кислорода уменьшилось. [c.283]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология