Восстановление окиси магния карбидом кальция
Восстановление окиси магния карбидом кальция исследовано А.С. Микулинским и Р.Н. Рубинштейном, М.В. Дарбиняном, Пак Мен Чо и А.И. Беляевым. Взаимодействие между окисью магния и карбидом кальция возможно по следующим реакциям: А. Шнайдер и Г. Гутт, восстанавливая окись магния карбидом кальция в токе инертного газа при температурах до 1350°, почти не обнаружили в продуктах реакции окиси углерода и углекислого газа. При этом выход магния (от MgO в шихте) для реакционной смеси MgO; СаС2 = 3 не превышал 40%, в то время как для смеси MgO:CaC2 = 1 приближался к 90%. Это указывает, что в данных условиях углерод не участвует в восстановлении окиси магния и реакция идет согласно уравнению (16). При восстановлении обожженного доломита карбидом кальция протекает реакция Окись кальция в исходных продуктах является балластом, разубоживающим реакционную смесь. Поэтому выход магния при доломите ниже, чем при магнезите (при 1200° и выдержке 2 часа в вакууме для доломита 80%, для магнезита — 88%). В вакууме при остаточном давлении 1—2 мм рт. ст. возгонка магния начинается около 900°. При этом углерод выделяется в элементарном виде, окись магния почти нацело восстанавливается при 1200°. При перегреве до 1250—1300° на поверхности магниевого конденсата обнаруживают немного углерода и окиси магния. Это свидетельствует о начале взаимодействия в печи MgO с углеродом и обратной реакции в конденсаторе. Возможность этих реакций теоретически подтверждается представленной ранее на рис. 141 диаграммой равновесия реакции (19). Шнайдер и Гутт измерили методом уноса равновесное давление пара магния при реакции (16) MgO + CaC2 = CaO + 2С + Mg и дали следующую логарифмическую зависимость, мм рт. ст.: Igp = 6,49 - 8130/Т. Близкие значения равновесной упругости паров магния получили Г. Франк и Р. Валлаух. Ниже вычисляется изменение свободной энергии и равновесная упругость паров магния при восстановлении окиси магния карбидом кальция. Изменение свободной энергии ΔF°T реакции (16) равно алгебраической сумме изменений свободных энергий реакций: Подставив соответствующие значения из табл. 151, находим (для температурного интервала 1380—1780°К): ΔF°T(16) = 42 650 + 7,73 T lgT - 44,48 Т. Константа равновесия реакции (16) Кр = рMg. Вычисленная из уравнения (16) для AF°t зависимость равновесной упругости паров магния от температуры выражается уравнением (мм рт. ст.) lgр = 7,0 - 8620/Т. В табл. 160 приведены значения упругости паров магния, измеренные Шнайдером и Гуттом и вычисленные нами. На рис. 115 графически показана зависимость lgp = f(1/T) по измеренным и вычисленным значениям. Прямая, построенная по вычисленным значениям, лежит посередине между линиями I и II, нанесенными по данным измерений Шнайдера и Гутта и Франка и Валлауха. Изменение теплосодержания реакции при 1200°, вычисленное по результатам измерений Шнайдера и Гутта, составляет 38,5 ккал, а по Франку и Валлауху — 36,3 ккал. |