ТЕРМОДИНАМИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБОЖЖЕННОГО ДОЛОМИТА

摘要

Определены термодинамические данные и проведены оценки изменения стандартных значений изменения энергии Гиббса (ΔG~0) для трех групп реакций (выбранных из 32) силикотермического восстановления обожженного доломита, различающихся содержанием кислорода в продуктах восстановления и характерных для процессов с ограниченным доступом кислорода (ретортный метод), вакуумного силикотермического восстановления с добавлением углерода и без него. Установлено, что реакции восстановления обожженного доломита до Fe_2SiO_4, Ca_2SiO_4 и CaMg(SiO_3)_2 в ретортном способе, представленные в классических работах, имеют положительное или близкое к нулю отрицательное значение ΔG~0 и, следовательно, практически маловероятны. Термодинамически более предпочтительными являются реакции с формированием сложного кальций-магниевого силиката Ca_3Mg(SiO_4)_2. Для вакуумного силикотермического восстановления с введением углерода и без него с образованием Ca_2SiO_4 при температурах 1200-1350 К отрицательное значение ДО0 по абсолютной величине в 4-8 раз больше. Экспериментально найдены оптимальные температурные и кинетические параметры этих процессов. Показано, что использование углерода в качестве дополнительного восстановителя стабильно увеличивает выход Мд на 20-30 %. При этом расход FeSi уменьшается в 3 раза по сравнению с ретортным методом и в 2 раза по отношению к вакуумному процессу без углерода. Полученные данные послужили основой для проектного задания на разработку конструкции установки для вакуумно-силикотермического восстановления магния из обожженных доломитов.