Rudy, surovinyRudy, suroviny

Úprava na koncentrátyÚprava na koncentráty

HydrometalurgieHydrometalurgie PyrometalurgiePyrometalurgie

RafinaceRafinace

Finální produktyFinální produkty

Základní metalurgické operaceZákladní metalurgické operace

Základní pyrometalurgické operaceZákladní 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 (TiCl4, ZrCl4,SiCl4, UF4..)

Redukce kovových oxidů: C, CO, H2, Al, Si, Ca, Na, La, Ce, Mischmetall Redukce halogenidů: Mg, Ca, Al, Na

Redukční schopnost redukovadla tím větší čím nižší je pO2dis. vzniklého oxidu při teplotě redukce nebo čím zápornější je - ΔGo vzniklého oxidu

Redukce kovových oxidůMeO + CO Me + CO2 nepřímá redukce 2 CO2 2 CO + O2

MeO + C Me + CO přímá redukce 2 CO 2 C + O2

MeO + H2 Me + H2O redukce vodíkem 2 H2O H2 + O2

MeO + Al Me + Al2O3 metalothermická redukce - ΔGo2000°C - 750 kJ

Redukce kovových oxidů CO, C, H2

MeO(s) + CO(g) Me(s) + CO2(g) nepřímá redukce T

MeO(s) + H2(g) Me(s) + H2O(g) redukce vodíkem T

1. MeO(s) + C(s) Me(s) + CO(g) přímá redukce T, P

2. MeO(s) + CO(g) Me(s) + CO2(g)

CO2(g) + C(s) 2 CO(g) Boudouardova reakce T, P

2 CO(g) CO2(g) + C(s) Bellova reakce T, P

MeO + R ↔ RO + Me

MeCl(F) + R ↔ RCl(F) + Me

Redukce kovových oxidů a chloridůRedukce kovových oxidů a chloridů

Vyšší tenze O2

Vyšší afinitu k O2

Nižší tenze O2

Nižší afinitu k O2

Vyšší tenze Cl(F)

Vyšší afinitu k Cl (F)

Nižší tenze Cl(F)

Nižší afinitu k Cl(F)

RedukovadloRedukovadlo

RedukovadloRedukovadlo

Závislost rovnovážného poměru pCO2/pCO vybraných kovových oxidů na teplotě

Metalothermické redukce

Metalothermické redukce oxidů:

ΔGo 101 – 102 [kJ/ mol O2]

MeO(s) + Re(s) → Me(l) + ReO(l)

silně exothermické

Metalothermické redukce halogenidů:

MeCl4(g) + 2Re(l) → Me(s) + ReCl4(l)

Krollův způsob výroby titanu

Chlorace:1000oC

Šachtová pecEl. pec

ČištěníRutilkoks

Cl2

TiCl4

TiCl4 (l)

+ Mg

TiO2 +Cl2

+ O2SiCl4, SnCl4 FeCl3, AlCl3

b.t. b.v. [ oC]TiCl4: -25 136 SiCl4: -70 57 FeCl3: 300 303AlCl3: 190 180-subl.

b.t. b.v. [ oC]MgCl2: 718 1412Mg: 651 11077

Ti (s) MgCl2 +Mg

Změna Gibbsovy energie při aluminothermických redukcích v závislosti na teplotě