Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΜΑΘΗΜΑ 12°. ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ Ι. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο πηγάδι Τ < 1000-1100 ο C Αναγωγή οξειδίων του σιδήρου Διάσπαση Ανθρακικών.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΜΑΘΗΜΑ 12°. ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ Ι. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο πηγάδι Τ < 1000-1100 ο C Αναγωγή οξειδίων του σιδήρου Διάσπαση Ανθρακικών."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΜΑΘΗΜΑ 12°

2 ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ Ι. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο πηγάδι Τ < ο C Αναγωγή οξειδίων του σιδήρου Διάσπαση Ανθρακικών Ενώσεων CaCO 3 = CaO + CO 2 = kcal MgCO 3 = MgO + CO 2 = kcal Διάσπαση CaCO 3 όταν T 820 ο C Αντιδράσεις Θείου Αναγωγικές συνθήκες Συνεπώς, δεν σχηματίζονται SO 2, SO 3 αλλά H 2, COS FeO + COS = FeS + CO 2 = kcal CaO + COS = CaS + CO 2 = kcal Άλλες Αντιδράσεις MnO 2, Mn 3 O 4 Κατώτερα οξείδια MnO 2 + CO = MnO + CO 2 = kcal Mn 3 O 4 + CO = 3MnO + CO 2 = kcal Οξείδια Cu, Ni, Sn, Zn MeO + CO = Me + CO 2 (όπου Me = Cu, Ni, Sn, Zn)

3 ΙΙ. Χημικές αντιδράσεις μέσα στη βάση T > 1000 – 1100 o C - Αναγωγή άλλων οξειδίων (Mn, Si, Cr, Ti…) - Σχηματισμός σκουριάς και - Σίδηρος Χυτοσίδηρο Αναγωγή άλλων οξειδίων MnO, Cr 2 O 3, SiO 2, TiO 2, P 2 O 5, As 2 O 5 Π.χ. MnO MnO + C = Mn + CO= kcal ή > 0 Αν αυξάνει η θερμοκρασία Τ, τότε το Κ αυξάνει ( > 0) Θερμοκρασία αναγωγής MnO C + ½ O 2 = CO = – T MnO = Mn + ½ O 2 = – 17.4 T MnO + C = Mn + CO = – T

4 ΔG T = + R T lnP CO Για P CO = 0.40 atm ΔG T = – T T log0.4 = – T Οπότε T = 1624 K (1350 ο C) Αν η βασικότητα αυξάνει, τότε η αναγωγή MnO δεξιά Αναγωγή SiO 2 SiO 2 + 2C = Si + 2CO = kcal Αφού > 0 Αν η θερμοκρασία Τ αυξάνει τότε και το Κ αυξάνει. Αναγωγή P 2 O 5 P 2 O C = 2P + 5CO = kcal Αν το Τ αυξάνει τότε και το Κ αυξάνει ( > 0) Όξινη σκουριά  [P] Fe % Αναγωγή As 2 O 5 ως P 2 O 5. Αναγωγή TiO 2 Αν TiO 2 < 2% [Ti] Fe  σ.τ. του Fe Αν (TiO 2 ) σκουριά > 1.5%  παχύρευστη σκουριά

5 Αντιδράσεις Σχηματισμού Σκουριάς Al 2 O 3, CaO, MgO, BaO κ.α. Δεν ανάγονται SiO 2, MnO, Cr 2 O 3 κ.α. Ανάγονται μερικώς 2CaO.SiO 2 Ορθοπυριτικό ασβέστιο CaO.SiO 2 Μεταπυριτικό ασβέστιο 3CaO.2SiO 2 Πύρο-πυριτικό ασβέστιο 2CaO.MgO.2SiO 2 Ακερμανίτης CaO.MgO.SiO 2 Μοντισελίτης CaO.Al 2 O 3.2SiO 2 Ανορθίτης 2CaO.Al 2 O 3.SiO 2 Γκελενίτης MnO.SiO 2 FeO.SiO 2 (Mn,Fe)O.SiO 2 Αντιδράσεις Ρύπανσης του Σιδήρου Εικόνα πίσω Σίδηρος Χυτοσίδηρος Αποθείωση (FeS) + (CaO) = (FeO) + (CaS) = kcal

6 Εικόνα 17: Μεταβολή της περιεκτικότητας του μετάλλου σε Si, S και C.

7 ΙΙΙ. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο χωνευτήριο -Ζώνη καύσης και -Αντιδράσεις μεταξύ μετάλλου - σκουριάς Αντιδράσεις στη Ζώνη Καύσης (Μόνη στερεά φάση ο C) Τ αέρα ~ 1250 ο C P αέρα = 2-3 atm ή 4-5 atm (για υψηλή πίεση κορυφής) C + O 2 = CΟ 2 = kcal T ζώνης 1800 ο C CO 2 + C = 2CO = kcal Αντιδράσεις Μετάλλου – Σκουριάς (Μη αναμίξιμα υγρά) [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO)= kcal (SiO 2 ) + 2C = [Si] + 2CO = kcal Αποθείωση 3Fe + SO 2 = FeS + 2FeO= kcal 10FeO + SO 2 = FeS + 3Fe 3 O 4 = kcal [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO)= kcal (FeO) + [C] = CO + Fe= kcal 2(FeO) + [Si] = (SiO 2 ) + 2[Fe]= kcal [FeS] + (CaO) + [C] = (CaS) + CO + Fe= kcal 2[FeS] + 2(CaO) + [Si] = 2(CaS) + (SiO 2 ) + 2Fe= kcal

8 ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ (ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ) -Κύριες ζώνες αντιδράσεων: Εικόνα 18 -Συνολική αντίδραση: Μετάλλευμα + Κώκ + Ασβεστόλιθος + Αέρας = Χυτοσίδηρος + Σκουριά + Απαέρια -Αναγωγή Εικόνα 13. Επίδραση της θερμοκρασίας στο ποσοστό [S%] και [Si%] ΚΩΚ -Παροχή θερμότητας -Αναγωγικό μέσο ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΤΕΡΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ (στην Υψικάμινο) 1. Καύση του κώκ.2. Αναγωγή των οξειδίων. 3. Τήξη των στείρων και της τέφρας. -Καύση κωκ 2C+O 2 = 2CO = kcal Ανάπτυξη θερμοκρασίας T  1800 o C To CO ανέρχεται, θερμαίνει και ανάγει Το Ν 2 δρα ως μέσο μεταφοράς θερμότητας -Αναγωγή των οξειδίων του Fe Απομάκρυνση του S FeS(στο Fe) + CaO = CaS(σκουριά) + FeO < 0 Απαιτεί επίσης χαμηλή Τ και υψηλή βασικότητα. -Ικανοποιητική ροή σκουριάς για Τ  ο C

9 Εικόνα 18. Κύριες ζώνες χημικών αντιδράσεων στην υψικάμινο

10 Εικόνα 19. Επίδραση της θερμοκρασίας στο ποσοστό [S%] και [Si%] στο χυτοσίδηρο

11 ΣΥΣΤΑΣΗ ΧΥΤΟΣΙΔΗΡΟΥ Εξαρτάται από -Τη σύσταση τροφοδοσίας -Τη σύσταση σκουριάς -Τη θερμοκρασία του χωνευτηρίου Οι σχετικές αναλογίες βαρών πρώτων υλών και προϊόντων προς παραγωγή ενός τόνου χυτοσιδήρου δίνονται στον πίνακα 11. ΕισερχόμεναΠροϊόντα Ά ΎλεςΒάροςΕξάγονταιΒάρος t%t% 1. Μετάλλευμα (Fe 61.3%) 1,61 32,81.Χυτοσίδηρος1,0020,3 2. Κωκ0,5210,52. Σκουριά0,214,3 3. Ασβεστόλιθος0,183,63. Απαέρια και σκόνη 3,7175,4 4. Αέρας2,61* (2, m 3 ) 53,1 Σύνολο4,92100,04,92100,0 Πίνακας 11. Ενδεικτικό ισοζύγιο μαζών της υψικαμίνου.

12 ΣυστατικόΧυτοσίδηρος (%) Μαλακτός Σίδηρος* (%) Σπογγώδης Σίδηρος (%) Μαλακός Χάλυβας (%) Χάλυβας (%) C3,5 – 4,50,0210,12< 1 Si0,5 – 1,50,0900,150,5 Mn0,5 – 2,50,4000,670,5-1,5 S  0,7 0,02 0,05< 0,03 P0,06 - 3,00,100,130,046< 0,03 Fe  97 Φυσικές Ιδιότητες Σκληρός Εύθραυστος Μαλακός Ελατός Όλκιμος Κοκκώδες Υλικό Μαλακός Ελατός Όλκιμος Μαλακός Ελατός Όλκιμος Ακαθαρσίες (SiO 2, CaO, MgO, Al 2 O 3, κλπ) Δεν έχει*10Δεν έχει FeO  15 *Ο μαλακτός σίδηρος φαίνεται στο μικροσκόπιο ως μηχανικό μίγμα φερρίτη (Feα) και σκουριάς. Είναι η καθαρότερη πρώτη ύλη για παραγωγή ειδικών χαλύβων Πίνακας 12. Τυπική χημική ανάλυση χυτοσιδήρου, μαλακτού σιδήρου, σπογγώδους σιδήρου, μαλακού χάλυβα και χάλυβα


Κατέβασμα ppt "ΜΑΘΗΜΑ 12°. ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΥΨΙΚΑΜΙΝΟ Ι. Χημικές αντιδράσεις μέσα στο πηγάδι Τ < 1000-1100 ο C Αναγωγή οξειδίων του σιδήρου Διάσπαση Ανθρακικών."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google