Восстановление окиси магния силикоалюминием
|
При применении силикоалюминия окись магния восстанавливается и кремнием и алюминием. Добавки окиси кальция также оказываются полезными, что видно из табл. 158. В ней помещены результаты опытов восстановления окиси магния силикоалюминием, полученным как фильтростаток при отделении из первичного сплава силумина.  В фильтростатке содержалось 64—69% Si, 23—25% Al. Шихта составлялась из расчета молекулярного отношения MgO:Si = 2 и MgO:Al = 1,5. Добавки CaO рассчитывали на связывание в остатках SiО2 и Al2O3 в виде разных силикатов и алюминатов. Оптимальным оказалось весовое отношение CaO:MgO в шихте в пределах 1,3—1,1. Минералогический анализ остатков показал, что за вычетом непрореагировавших частей они почти нацело состоят из двухкальциевого силиката и пятикальциевого трехалюмината. Никакие другие двойные и тройные соединения обнаружены не были. Действительно, максимальный выход магния отвечает составу реакционной смеси, в которой CaO достаточно для образования найденных соединений. Таким образом, окись магния восстанавливается с помощью силикоалюминиевого сплава одновременно по двум уравнениям:  или в общем виде при содержании в сплаве m молей Si и n молей Al:  В суммарном виде реакция выражается следующим уравнением:  Ниже показано, как вычислить тепловой эффект (ΔHT) и изменение свободной энергии (ΔF°T) реакции восстановления окиси магния силикоалюминием. Реакцию (15) рассматриваем как сумму реакций (7а) и (10а). ΔHT реакции (7а) равно ΔHT реакции (7), помноженному на m, а ΔHT реакции (10a) равно ΔHT реакции (10), помноженному на n/6, т. е.  Следовательно, ΔHT реакции (15) для температурного интервала 1380—1713° К выражается:  ΔF°T реакции (7а) равно реакции (7), помноженному на m, а ΔF°T реакции (10a) равно ΔF°T реакции (10), помноженному на n/6, т. е.  Для температурного интервала 1380—1713°  В уравнениях для ΔHT(15) и ΔF°T(15) учитываются изменения теплового эффекта и свободной энергии при смешивании кремния и алюминия в силикоалюминии. Поправки на эти величины приводятся в статье. Константа равновесия реакции (15)  В табл. 159 приведены вычисленные термодинамические величины для реакции восстановления силикоалюминием, содержащим 50% (мол) Si и 50% (мол) Al.  |
