Rudy, suroviny Úprava na koncentráty HydrometalurgiePyrometalurgie Rafinace Finální produkty Základní metalurgické operace
Základní pyrometalurgické operace
Redukce kovových oxidů a halogenidů Redukční pochody – základní pyrometalurgický proces nejčastěji redukce oxidů: z rud (Fe, W, Sn, Ni, Mn, Cr..) z připravených oxidů (Pb, Zn..) méně často redukce halových sloučenin (TiCl 4, ZrCl 4,SiCl 4, UF 4..) Redukce kovových oxidů: C, CO, H 2, Al, Si, Ca, Na, La, Ce, Mischmetall Redukce halogenidů: Mg, Ca, Al, Na Redukční schopnost redukovadla tím větší čím nižší je p O2dis. vzniklého oxidu při teplotě redukce nebo čím zápornější je - ΔG o vzniklého oxidu Redukce kovových oxidů MeO + CO Me + CO 2 nepřímá redukce 2 CO 2 2 CO + O 2 MeO + C Me + CO přímá redukce 2 CO 2 C + O 2 MeO + H 2 Me + H 2 O redukce vodíkem 2 H 2 O H 2 + O 2 MeO + Al Me + Al 2 O 3 metalothermická redukce - ΔG o 2000°C kJ
Redukce kovových oxidů CO, C, H 2 MeO(s) + CO(g) Me(s) + CO 2 (g) nepřímá redukce T MeO(s) + H 2 (g) Me(s) + H 2 O(g) redukce vodíkem T 1.MeO(s) + C(s) Me(s) + CO(g) přímá redukce T, P 2.MeO(s) + CO(g) Me(s) + CO 2 (g) CO 2 (g) + C(s) 2 CO(g) Boudouardova reakce T, P 2 CO(g) CO 2 (g) + C(s) Bellova reakce T, P
MeO + R ↔ RO + Me MeCl(F) + R ↔ RCl(F) + Me Redukce kovových oxidů a chloridů Vyšší tenze O 2 Vyšší afinitu k O 2 Nižší tenze O 2 Nižší afinitu k O 2 Vyšší tenze Cl(F) Vyšší afinitu k Cl (F) Nižší tenze Cl(F) Nižší afinitu k Cl(F) Redukovadlo Redukovadlo
Závislost rovnovážného poměru p CO2 /p CO vybraných kovových oxidů na teplotě
Metalothermické redukce Metalothermické redukce oxidů: ΔG o 10 1 – 10 2 [kJ/ mol O 2 ] MeO(s) + Re(s) → Me(l) + ReO(l) silně exothermické Metalothermické redukce halogenidů: MeCl 4 (g) + 2Re(l) → Me(s) + ReCl 4 (l)
Změna Gibbsovy energie při aluminothermických redukcích v závislosti na teplotě