» » Термодинамический анализ равновесия реакций восстановления оксидов молибдена углеродом
16.01.2015

Как показано ранее, сродство углерода к кислороду с повышением температуры увеличивается, что создает условия для эффективного использования углерода, как восстановителя.
Выявлено, что вероятность восстановления углеродом оксидов молибдена до чистого молибдена существенно увеличивается при температурах выше 500 К в случае с MoO3, 700 К - Mo4O11 и 1000 К в случае с MoO2 (рис. 3.1). Кривые на рис.3.1, а-г свидетельствуют о большей стойкости MoO2 к восстановлению по сравнению с MoO3 и Mo4O11.
Монооксвд углерода в исследуемой системе является продуктом реакции твердофазного восстановления оксидов молибдена на начальных стадиях процесса. He исключается газификация углерода свободным кислородом, а также по реакции С(тв)+СО2(г) = 2СО(г) (рис. 3.1, реакция 7). Таким образом, появление продукта газификации углерода CO неизбежно приводит к его участию в последующем восстановлении молибдена с его оксидов. Восстановление оксидов молибдена монооксидом углерода сопровождается образованием двуоксида углерода CO2. Объемы газообразных фаз до реакции и после остаются неизменными, поэтому равновесия предполагаемых реакций могут быть смещены действиями одного из факторов - изменением температуры. Отмечается повышенная вероятность взаимодействия оксидов MoO3 и Mo4O11 с CO и восстановления до чистого молибдена (реакции 4,21). Кривая восстановления MoO2 монооксидом углерода до Mo (реакция 31) имеет меньшую вероятность.
Отмечена высокая вероятность протекания реакций понижения оксидов (реакции 8,10-14,22,24,25).
Термодинамический анализ равновесия реакций восстановления оксидов молибдена углеродом

Термодинамический анализ равновесия реакций восстановления оксидов молибдена углеродом

Вероятность протекания реакций восстановления оксидов молибдена углеродом до карбидов при более низких температурах выше. вероятности их восстановления до молибдена металлического. Повышение температуры реакции смещает равновесие в сторону восстановления до молибдена вместо карбида.
Установлено, что вероятность восстановления оксидов молибдена карбидом Mo2C в исследуемом температурном интервале меньшая, чем углеродом (рис. 3.1, а-в).
Проведен расчет реакций углеродотермического восстановления CaMoO4, как основного компонента концентратов марок МДК1 и МДК2. В сравнении со случаем с оксидами молибдена протекание реакций восстановления молибдата кальция монооксидом углерода имеет меньшую вероятность (рис. 3.1, г). Линии данных реакций лежат в положительной части графика. Реакции восстановления CaMoO4 карбидом молибдена Mo2C более вероятны, чем углеродом и монооксидом углерода. В остальном прослеживается схожая закономерность со случаем углеродотермического восстановления оксидов молибдена.
Следовательно, существует большая вероятность восстановления высших оксидных соединений молибдена углеродом, монооксидом углерода или карбидами молибдена до низших оксидов Mo4O11 и MoO2. Восстановление Mo4O11 и MoO2 связано с необходимостью дальнейшего повышения температуры
Подтверждается конкурентоспособность участия монооксида углерода и карбида молибдена Mo2C в качестве восстановителей наряду с реакциями восстановления свободным углеродом. Поскольку имеют место реакции с образованием CO, а восстановление молибдена из оксидов его карбидами осложнено, то повышение давления и температуры в зоне реакции способствует смещению равновесия в сторону выхода карбидов молибдена и молибдена свободного.