ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ из "Технология редких металлов в атомной технике" Несмотря на высокую реакционную способность хлора, окислы, силикаты и более сложные минералы редких металлов реагируют с ним с практически приемлемым выходом только в присутствии восстановителя. [c.66] В присутствии углерода термодинамически возможны реакции хлорирования любых окислов редких металлов. [c.66] В зависимости от температуры хлорирования в газовую фазу наряду с углекислым газом переходят окись углерода и фосген. В табл. И приведен состав газовой фазы в зависимости от температуры при хлорировании двуокиси титана и двуокиси циркония, полученный термодинамическим расчетом. Таким образом, до 600° С преобладает реакция с выделением углекислого газа, а выше этой температуры —с выделением окиси углерода. Это обстоятельство имеет важное практическое значение, так как смесь СО и СО2 с воздухом при отношении С0/С0г=1 взрывоопасна. Кроме того, в процессе, идущем с выделением СО2, расход углеродистого восстановителя практически в два раза ниже. [c.67] Реакция дохлорирования летучих оксихлоридов возможна только при более высокой температуре (в данном случае более 800°С), и для ее осуществления необходим избыток хлора. В реальных условиях при расчете парциального давления компонентов газовой смеси необходимо учитывать и кинетические факторы. [c.68] Последовательность изменения скорости хлорирования совпадает с последовательностью изменения энергии Гиббса реакции хлорирования. Скорость реакции хлорирования приемлема для практических целей, если константа скорости см1сек. [c.68] В присутствии углерода кинетика хлорирования также подчиняется закону Аррениуса. В кинетической области скорость хлорирования минералов определяется параметрами, приведенными в табл. 13. [c.69] По одному из механизмов кислород вытесняется из окислов редких металлов хлором, транспортируется к углероду и реагирует с ним, превращаясь в окись углерода или углекислый газ, сдвигая тем самым реакцию вправо. [c.69] По другому механизму хлор взаимодействует с углеродом, образуя летучие соединения, которые диффундируют к окислу через газовую фазу и реагируют с ним, одновременно хлорируя его и связывая кислород. Скорость и степень хлорирования зависят от концентрации атомарного хлора. Последняя выше Б присутствии в смеси фосгена. [c.69] Макрокинетика хлорирования зависит как от гидродинамической обстановки в аппарате для хлорирования, так и от ха- -рактеристики хлорируемых брикетов их размеров, пористости, степени измельчения исходных продуктов, природы хлорируемых соединений и т. д. [c.70] Хлорирование — сложный гетерогенный процесс, состоящий из отдельных стадий подвода хлора к поверхности брикета, транспорта хлора череэ слой остатка нелетучих продуктов транспорта хлора в поры брикета химической реакции, отвода летучих хлоридов из зоны реакции через слой нелетучих продуктов реакции в объем газовой фазы. [c.70] Транспорт хлора осуществляется вследствие конвективной и молекулярной диффузии. Коэффициент массоотдачи определяется из экспериментальных данных по зависимости Ыи = /(Ке, Рг), гдеЫи = рй/ — критерийНуссельта Ре = уф/г — критерий Рейнольдса и Рг = т)/Ьр — критерий Прандтля, для идеальных газов Рг = 1. Здесь с — диаметр О — коэффициент диффузии в газовой фазе р — плотность т) — вязкость у — ско- рость. [c.70] Эти два случая наиболее часто реализуются при хлорировании в практических условиях. [c.71] При расчете процессов хлорирования необходимо учитывать, что механизм химической реакции зависит от температуры. Так как реакция хлорирования сильно экзотермическая, температура в зоне реакции может превышать среднюю температуру брикета на 150—250° С. [c.72] В табл. 14 приведены параметры Ко и т для некоторых минералов и концентратов. [c.72] Вернуться к основной статье