在高炉炼铁过程中铁矿石所含氧化物哪些可以被还原?哪些不能被还
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高炉炼铁选用碳作为还原剂,判断铁矿石中氧化物能否在高炉冶炼条件下被还原,就要较该氧化物中元素与氧的亲和力同碳与氧亲和力谁大谁小:前者大于后者就不能还原,前者小于后者则能还原。判别元素与氧亲和力大小最常用的手段之一是氧化物的分解压po2和标准生成自由能△G。
所谓氧化物的分解压就是氧化物分解为元素和氧的反应达到平衡时氧的分压。氧化物的分解压越大,元素与氧结合能力越小,氧化物的稳定性越小,就越易被还原剂还原,一般来说随温度升高分解压增大,氧化物变得越易还原。
所谓氧化物的标准生成自由能是热力学的函数之一,用作判断冶金过程中反应的方向及平衡状态的依据。对大多数元素的氧化物来说,标准生成自由能的负值数越大,它的稳定性越高,越难还原。一般来说随温度升高氧化物的自由能的负值数变小,即氧化物的稳定性变差,只有CO例外,随温度升高CO的△G负值数变大,也就是CO变得更稳定,即C与O2的结合能力越强,在高温下可以还原更多的氧化物,这也是CO作为还的优越性。
(1)极易被还原:Cu、Ni、Pb、Co
(2)较难被还原:.P、Zn、Cr、Mn、V、Si、Ti,但是P、Zn是几乎100%被还原的,其余的只能部分被还原。
(3)完全不能还原:Mg、Ca、Al
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高炉炼铁中铁的直接还原和间接还原发展程度与碳消耗有什么关系?
在高炉炼铁过程中不可避免地既有铁的间接还原,也有铁的直接还原,两种还原各有特点:间接还原消耗热量少,但需要过量还原剂保证,因此作为还原剂消耗的碳多;直接还原相反,消耗热量多而消耗还原剂少。高炉内碳
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铁矿石与气体还原剂CO、H2间的还原反应是气固反应,根据铁氧化物还原的顺序性,还原过程中的单体矿石颗粒的断面呈层状结构以及没有进行反应的核心部分随反应过程的进行逐步缩小的事实,用还原过程中呈层状结
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规律如下:(1)还原顺序。不论用何种还原剂,铁氧化物还原是由高级氧化物向低 级氧化物到金属逐级进行的,顺序是: ﹥570℃Fe2O3---Fe3O4---FeO---Fe ﹤570℃Fe2O
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高炉内铁矿石还原过程中直接消耗碳产生CO反应都属于直接还原,直接还原度就是反映这类反应发展程度的标志,是衡量高炉能量利用的重要指标。它有铁的直接还原度和高炉直接还原度两种表示方法: (1)铁的直
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