Константа равновесия реакции (246) K2m = pcQ a^J
7^COflFeOx 3 Р6аКЦИИ (250)- К^ = РС0,{рС0гаС^ ‘ ГД6 о – активность (концентрация) углерода.
Обозначив через х концентрацию СО в смеси (СО + CO2) « соответственно через (1 — х) концентрацию CO2 в смеси газов, получили:
1-х a ^2 J
AFeo 1 ~Х AC °бш
ГДе Poбш — общее равновесное давление газов (СО + CO2), развиваемое реакциями (246) и (250).
Величина х в этих уравнениях одна и та же, поэтому, решая уравнения относительно получили:
Pk Ш = IK246K2soCa^ + flFe0^>Fe0flc]/^e- ,
Давление газов при восстановлении углеродом FeO из расплава является функцией температуры (так как при увеличении температуры растут значения K246 и K250), активности (концентрации) FeO в расплаве и железа в металлической фазе, а также активности (концентрации) углерода- восстановителя.
При и 1 и в «1 уравнение для ркш примет вид:
Отсюда следует, что увеличить степень восстановления FeO из расплава можно путем повышения температуры процесса при неизменном давлении газа в системе, либо путем снижения общего давления газов в реакционном пространстве (при постоянной температуре процесса), так как при непрерывном снижении величины a^e0 уменьшается и величина
Роб иг Снижение давления газов в рабочем пространстве при восстановлении FeO из расплава не только повышает полноту извлечения железа, но и позволяет снизить температуру начала восстановления.
Из рис. 51 следует, что каждому содержанию FeO в расплаве (кривые а ; а’ ; а” и т. д.) отвечает своя точка 4 r FeO FeO’ FeO
Пересечения с равновесной кривой для реакций CO2 + Ctb = 2С0 (кривая р%бш), т. е. своя температура равновесия (или начала) реакции прямого восстановления (Т ‘
Рве. 51. Характер изменения равновесных кривых и температуры равновесия (Tp) при восстановлении FeO из расплава при «ре0
Т ). P Po Po Po
Уменьшение давления газа в реакционном пространстве (Робш < Робш) смещает равновесную кривую реакции (250) влево (рис. 51, кривая р’0бш), и ее пересечение с кривыми для различных значений аре0 достигается при более низких
Температурах (например, для а „ T < T, для а’
R FeO P1 P0 * FeO
T’ < T’ и т. д.). Наоборот, увеличение давления газов, Pi Po
Когда Pqбш > Poбш, повышает Tp для всех значений вре0 и
Тем в большей степени, чем ниже величина
FeO
(Г