3818438355

4. Prażenie

4.1. Uwagi wstępne

Prażenie jest jedną z głównych operacji przygotowawczych do właściwych procesów metalurgicznych. Głównym celem procesu prażenia jest otrzymanie produktów o odpowiednim składzie chemicznym oraz własnościach fizycznych, które nadawałyby się do realizowanych metod otrzymywania metali. W zależności od chemizmu procesu rozróżnia się następujące typy prażenia:

1. Prażenie kalcynujące stosowane jest najczęściej do przerobu materiałów węglanowych i realizowane jest w takich temperaturach, ażeby zaszła dysocjacja węglanów zgodnie z reakcją

mco₃=mo + co₂

Stała równowagi tej reakcji, przy założeniu, że a_MCOj = 1 i a_uo =1, wynosi K_p = p_co^.

Jest to równocześnie proces wzbogacania surowców, ponieważ wskutek eliminacji z prażonego materiału C0₂, wzrasta procentowa zawartość metalu w produktach. Reakcje dysocjacji węglanów zachodzą również w czasie prażenia utleniającego koncentratów siarczkowych i z tego względu zostaną one szerzej omówione.

Dowolny stan układu można określić za pomocą temperatury i ciśnienia. W stanie równowagi tylko jedna z tych wartości jest zmienną niezależną, druga natomiast jest jej funkcją. Przy zmianie jednej ze zmiennych liczba faz pozostaje stała, zmieniają się natomiast stosunki wagowe. Za zmienną niezależną przyjmuje się zwykle temperaturę. Ponieważ dysocjacji towarzyszy zwykle pochłanianie ciepła, dlatego też podwyższenie temperatury powinno prowadzić do przesunięcia równowagi w kierunku zwiększenia wartości p_COi. Dla

danego węglanu, w oparciu o rozważania termodynamiczne, można obliczyć wartości p_COi w funkcji temperatury, korzystając z zależności AG°_t = AH°_t -T A AG£ = —R T ln K_p, którą przedstawiono na rys. 4.1.

Rys. 4.1. Zależność p^ od temperatury.

>

Temperatura, przy której prężność C0₂ osiąga wartość 1 atm nosi nazwę temperatury inwersji Zależność p_C(h od T rozdziela powierzchnię wykresu na dwa obszary lin.

Pierwszy z tych obszarów, położony nad krzywą można uważać za miejsce geometryczne punktów, dla których słuszna jest nierówność

Pco₂ ^> Pco₇

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdfFactory www.Ddffactorv.ol/