ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 1
душной атмосфере был ортосиликат кальция. В даль нейшем по контакту 2 C a 0 -S i0 2—CaO образуется слой
3C a0 -S i02, |
а по контакту 2 C a 0 -S i0 2—S i02 — слой |
3 CaO-2 S i02. |
Наиболее бедный известью силикат |
СаО |
I |
S10, |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2CaO-SiO, |
ЗСаО StO? 2 CaOSi02 3CaO-2StVf\Si02 |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
СаОЩ |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
/ |
I |
|
ЗСаО-Щ ?Ca0-Si02 |
|
|
|||
2Са03і0г |
5CaO 2Si02 |
CaO SiO? |
|||
JfoOM z |
%Ca0'Si02 f |
a0 ?U°2 |
CaO-SiO;, |
SiO, |
|
Рис. 60. Схема структуры |
контактной зоны |
при |
взаимодействии СаО |
и Si02 в твердой |
фазе на воздухе |
при |
1000° С [104] |
(CaO-Si02) появляется лишь в заключительной стадии процесса (рис. 60).
Результаты исследования хода реакции между СаО и Si02 при соотношении исходных компонентов 1 : 1 по казаны на рис. 61. За
|
первые 4 ч |
продуктом |
|||
|
реакции также был толь |
||||
|
ко ортосиликат |
кальция. |
|||
|
Лишь после |
длительной |
|||
|
выдержки была |
отмече |
|||
|
на |
дифференциация кон |
|||
|
тактной зоны, |
связанная |
|||
|
с особенностями |
диффу |
|||
Продолжительность опыта, ч |
зионных процессов |
и со |
|||
|
отношением |
концентра |
|||
Рис. 61. Выход продуктов реакции SiCb |
ций' |
реагирующих |
ве |
||
и СаО (1:1) в твердой фазе |
ществ. Аналогичная за- |
||||
|
|||||
|
зависимость была |
выяв |
|||
лена и для реакции в смеси CaO : S i02 = 3 : 1. |
|
|
|
||
До сих пор не существует удовлетворительного объ |
|||||
яснения наблюдаемому порядку взаимодействия |
твер |
||||
дых фаз. По-видимому, в первую очередь в контактной зоне образуются соединения с наиболее простым строе
90
нием кристаллической решетки. При реакции между СаО и S i02, MgO и S i02 таким первичным продуктом может быть только ортосиликат, строение которого (изолированные тетраэдры SiOj“4) проще, например, чем
строение метасиликатов (тетраэдры, сочлененные в це пи). Определенную роль играет, вероятно, и величина свободной энергии образования отдельных соединений
вконтактной зоне.
Втабл. 6 приведена сводка экспериментальных дан ных о природе первичного продукта при реакции меж
ду различными парами твердых реагентов.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6 |
Первичные продукты реакций между |
твердыми фазами [105] |
|||
Реагирующие твердые |
|
Молекулярные |
Первичный продукт |
|
вещества |
соотношения в смеси |
реакции |
||
CaO—Si02 |
3 : 1 ; 2 : 1 ; 3 : 2 ; 1 : 1 |
2Ca0-Si02 |
||
MgO—Si02 |
2 : 1 , |
1: 1 |
|
2M g0-Si02 |
CaO—Fe20 3 |
2 : 1 , |
1: 1 |
|
2Ca0-Fe20 3 |
CaO—А 1 20 з |
3:1; |
5 :3 ; 1:1; |
1:2; |
Са0-А120 3 |
|
1 : 6 |
|
|
|
MgO—a i2o 3 |
1 : 1 ; |
1 : 6 |
|
M g0 -A l20 3 |
При быстром нагреве агломерационной шихты в зо не, граничащей с зоной высоких температур, практичес ки имеют значения только первичные продукты реакций в твердой фазе. Таким образом, независимо от количе ства извести и кварца в шихте продуктом их взаимо действия в твердой фазе является почти исключительно 2 C a 0 -S i0 2. Равным образом реакция 2C a0+ F e20 3 и C a0+F e20 3 в условиях агломерации дает в твердой фа зе только 2 СаО • Fe20 3.
Механизм химического взаимодействия в твердой фазе заключается в диффузии тех или иных ионов че рез кристаллическую решетку. Ионная диффузия не мо жет иметь места до тех пор, пока ионы, колеблющиеся в узлах кристаллической решетки, не получат известной свободы, преодолев силы связи в решетке. Это стано вится возможным лишь при вполне определенном для данного вещества уровне температуры. Такая точка зре ния на механизм химического взаимодействия в твердой
91
Т а б л и ц а 7
Начальные температуры появления продуктов реакций между твердыми фазами (по данным различных авторов)
|
|
|
Начальная |
|
|
|
Реаги рующие |
Твердый продукт |
температура |
Литературный |
|||
вещества |
реакции |
появления |
|
источник |
||
продукта |
|
|||||
|
|
|
реакции, °С |
|
|
|
Si0 2+ Fe203 |
Твердый |
рас |
575 |
Н. Боуэн, Т. Ше |
||
|
твор |
Si02 |
|
рер, |
Г. |
Виллеме |
|
Fe20 3 в |
|
|
|
|
|
2C a0+Si03 |
2Ca0-Si02 |
500 |
В. В. Крафт, Л. В. |
|||
|
|
|
|
Виноградова |
||
|
|
|
610 |
А. С. Бережной |
||
|
|
|
690 |
А. Ф. Вегман |
||
|
|
|
|
[106] |
|
|
2M g0+Si02 |
2M g0-Si02 |
680 |
А. С. Бережной |
|||
M g0+Fe20 3 |
MgO • Fe20 3 |
600 |
К. Гюттиг |
|||
CaO"j“F62O3 |
Ca0-Fe20 3 |
500 |
М. |
Конаржевский |
||
|
|
|
|
[75] |
|
|
|
|
|
520 |
Ф. |
Гартман [71] |
|
|
|
|
600 |
А. С. Бережной |
||
|
|
|
650 |
П. П. Будников, |
||
|
|
|
610 |
А, С. Бережной |
||
|
|
|
|
[105], |
[106], |
|
|
|
|
|
Е. Ф. Вегман, |
||
|
|
|
|
Ю. С. Юсфин |
||
|
|
|
675 |
А. - А. |
Юсупход- |
|
|
|
|
|
жаев |
|
|
C a0+Fe203 |
2Ca0-Fe20 3 |
400 |
Ю. С. Юсфин, |
|||
|
|
|
|
Л. Ю. Савицкая |
||
CaC0 3+ Fe20 3 |
Ca0-Fe20 3 |
590 |
М. Конаржевский |
|||
|
|
|
|
[75] |
|
|
M g0+Al20 3 |
M gO +A IA |
920 |
В. Яндер, Дж. By* |
|||
|
|
|
|
pep |
|
|
|
|
|
1000 |
К. С. Феодотьев, |
||
|
|
|
|
Д. М. Вогман |
||
92
|
|
Продолжение табл. 7 |
|
|
|
Начальная |
|
Реагирующие |
Твердый продукт |
температура |
Литературный |
вещества |
реакции |
появления |
источник |
|
|
продукта |
|
реакции, °С
MgO+FeO |
Магнезиовю- |
||
|
|
стит |
|
MgO, CuO, MnO, |
Твердые |
рас- |
|
N i0+Fe30 4 |
творы в |
магне |
|
|
|
тите |
|
Fe0+A !20 3 |
FeO-АЬОз |
||
М п О + А 1 2 О з |
МпО • А120 3 |
||
M n0+Fe20 3 |
M n0-Fe20 3 |
||
Ca0 +M gC03 |
СаОз-fMgO |
||
CaO-j-MgSi03 |
CaSi03+M gO |
||
CaO+M nSi03 |
СаЪі03+А120 3 |
||
СаО+АЬОз* Si02 |
|
|
|
(Fe30 4; |
Fe*0) + |
2Fe0-Si02 |
|
-FSiOj |
(кварц) |
(тонкодисперс |
|
|
|
ный кремнезем) |
|
Fe30 4+Si02 |
2Fe0-Si02 |
||
(кварц) |
|
|
|
Fe30 4+ S i0 2 |
2Fe0-Si02 |
||
(кварц) |
|
|
|
700 [105]
800Дж. Бегард, Г. Шанрон, К. Гебрт
1100 |
[105] |
|
1000 |
Нагрев в нейтраль |
|
|
ной |
атмосфере |
|
[105] |
|
900 |
То же |
|
525 |
Дж. |
Гедваль, |
560 |
Дж. |
Нейбергер |
565 |
|
|
530 |
|
|
950 |
Г. Тамман, |
|
800 |
Г. Бецт |
|
990 |
[106] |
|
1100 |
Ито |
Дхиеси |
фазе объясняет установленный экспериментально факт большего влияния на выход продукта реакции темпера туры, чем продолжительности взаимодействия твердых веществ. В связи с этим важное значение имеют сведе ния о температуре начала химического взаимодействия твердых фаз.. В табл. 7 приведена сводка эксперимен тальных данных о начальных температурах появления продукта реакций в твердой фазе. В большинстве слу чаев эти данные были получены с применением микро-
93