Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз




Скачать 36.68 Kb.
НазваниеВлияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз
Дата публикации05.04.2013
Размер36.68 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Химия > Документы
Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз
The affect of catalytic additives on the speed and the temperature-thermal effect of reduction of Iron and Chromate from the oxidation state
Гришин А.М., доцент, Симонов В.К., доцент, Власенко В.Н., доцент,

НМетАУ, Днепропетровск
Grishin A.M., associate professor, Simonov V.K., associate professor,

Vlasenko V.N., associate professor, NМetAU, Dnepropetrovsk

Изучена кинетика газового, углетермического и газово-углетермического (комплексного) восстановления железа и хрома в условиях химико-каталитического воздействия на реагирующую систему. Исследования показали возможность двоякого влияния испытанного воздействия на развитие процесса:

-интенсификацию восстановления рудных материалов на заданном температурном уровне;

- значительное снижение температурного уровня восстановления при сохранении первоначальной скорости процесса.

Так установлено, что ввод в шихту 1% К2СО3 позволяет сократить продолжительность практически полной металлизации магнетитового концентрата в потоке конвертированного природного газа при 10000С на ~ 15%. С другой стороны в присутствии того же количества катализатора скорость процесса при 9000С остается на уровне, зафиксированном при 10000С в отсутствие каталитических добавок.

Сходная картина имела место в случае углетермического восстановления Cr2O3.А именно, ввод в шихту 1% К2СО3позволил сократить продолжительность полного восстановления оксида при 14000С на более чем 20% либо снизить температуру организации процесса на ~1000С.

Комплекс исследований, включающих измерение адсорбции Н2, СО, Н2О и СО2 методом газовой хроматографии, изучение скорости поверхностных реакций, электропроводности и удельной поверхности оксидных фаз, электронную микроскопию структуры последних позволил развить представления о механизме действия каталитических добавок в ходе восстановления оксидов железа и Cr2O3. На основе результатов выполненных исследований с учетом фундаментальных положений физики твердого тела и теории хемосорбции на поверхности оксидов-полупроводников (к числу которых принадлежат оксиды железа и Cr2O3) были сделаны следующие выводы:

- растворение калия (либо натрия) в кристаллической решетке оксидных фаз благоприятствует адсорбции Н2, СО на их поверхности и способствует десорбции Н2О и СО2. Одновременно ослабляются химические связи Ме-О, облегчая образование новых фаз в ходе восстановления. Как следствие растет пористость и поверхность, доступная газам, интенсифицируется внутридиффузионный газообмен.

- сосредоточение наночастиц щелочных металлов в приповерхностных слоях оксидов обеспечивает эффективность действия катализатора даже в условиях высоких температур.

Экспериментально установлено, что позитивное влияние щелочных металлов распространяется на газификацию различных форм Ств. как звена углетермического и комплексного восстановления железа и хрома. Эффект интенсификации процесса связан с растворением атомов К или Na в углеродистом восстановителе, ослаблением и обрывом связей С-С. Измерены различные виды адсорбции СО2 и Н2О на поверхности образцов низко- и высокореакционного углерода, не промотированных добавкой катализатора и в его присутствии. Выявлен каталитический эффект появления металлического железа на звено газификации Ств. различной реакционной способности. Однако достигаемая степень ускорения неодинакова, она сильно зависит от свойств Ств и совершенства контакта углеродистой и металлической фаз.

Углублены существующие представления о механизме каталитического действия металлической фазы. Они связаны с растворением атомов Fe в кристаллической решетке углерода, а также с переносом атомов О с поверхности Feмет на поверхность Ств и растворением их в решетке последнего. Важен еще один аспект рассматриваемого механизма каталитического действия металлической фазы. В силу акцепторного характера хемосорбции молекул СО2 и образования железо – кислородных комплексов в металле возникает дефицит электронов. Он может распространяться на примыкающие зерна графита, так как работа выхода из Feмет и Ств практически одинакова: 4,40-4,71 и 4,45-4,81 эВ соответственно. Потеря кристаллической решеткой графита части коллективизированных - электронов является своего рода подготовкой к его окислению; происходит ослабление межуглеродных связей, способствующее разрушению кето – групп.

Список литературы

1. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. – М.: Наука, 1987. – 432 с.

2. Симонов В.К., Гришин А.М., Власенко В.Н. Исследование адсорбционно-химических взаимодействий в реакциях восстановления оксидов железа // Теория и практика металлургии. – 2003. – № 1. – С.9-15.

3. Симонов В.К., Гришин А.М., Руденко Л.Н. Влияние химико-катали-тических воздействий на развитие адсорбционных процессов при газовом восста-новлении оксидов железа // Известия вузов. Черная металлургия.–2004. - № 6.– С. 3-7.

4. Физико-химические свойства окислов: Справочник / Под ред. Самсонова Г.В. – М.: Металлургия, 1978. – 472 с.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconВлияние полимерных флокулянтов на седиментационные и фильтрационные свойства гидроксида магния
Ных флокулянтов на седиментационные и фильтрационные свойства гидроксида магния. Получены высокие результаты при использовании полиметакрилового...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconТема: Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Цели
...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconПроекта
Разработанный способ позволяет производить очистку сточных вод гальванических производств от железа, цинка, марганца, меди, свинца,...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconИсследование нового технологического метода изготовления газифицируемых моделей с имплантантами
Нулы добавок объединяются. Изучено влияние 3-4 ного раствора поливинилбутираля и низкомолекулярного углеводорода (ацетона) на налипание...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconТемы для изучения
Поперечные и продольные волны, длина волны, амплитуда, частота, сдвиг фаз, интерференция, скорость звука в воздухе, громкость, закон...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconХрома окись техническая технические условия гост 2912-79
Настоящий стандарт распространяется на техническую окись хрома, предназначаемую для металлургической и лакокрасочной промышленности,...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconАэродинамический метод измерения воздушной скорости
При этом различают истинную воздушную скорость и приборную скорость. Истинная воздушная скорость используется экипажем в целях самолетовождения,...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconПрактическая работа № Температура контрольные вопросы: Тепловой режим....
Температурные адаптации растений (нехолодостойкие, неморозостойкие, льдоустойчивые; нежаростойкие, жаровыносливые, жароустойчивые...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз iconТепловой расчет и подбор одноступенчатого компрессора
При проектировании холодильных установок обычно задаются холодопроизводительность и режим работы машины. Для подбора компрессоров...

Влияние каталитических добавок на скорость и температурно-тепловой режим восстановления железа и хрома из оксидных фаз icon17. Гидродинамический и тепловой пс и механизм переноса теплоты в процессах теплоотдачи
Гидродинамический пс это тонкий слой заторможенной ж-ти, в пределах которого скорость изменяется от 0 на пов-ти тела, до скорости...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<