Химические реакции при восстановлении железа из оксидов водородом

Аннотация

Водород используется в основном при восстановительном отжиге порошка железа, получаемого методом распыления жидкого металла водой. Химические аспекты этого процесса моделировали посредством программного комплекса Терра 6.3. В частности, анализировали термодинамическую систему Fe – O − H в широком диапазоне температур и расходов водорода. Из проведенного анализа следовало, что основными примесными соединениями распыленного порошка будут не гидраты железа, а оксид Fe₂O₃. Однако он не может существовать в атмосфере водорода и преобразуется в оксид Fe₃O₄ при низкой температуре. Поэтому основной реакцией по восстановлению железа будет реакция Fe₃O₄ + 4Н₂ = 3Fe + 4H₂O, завершающаяся при 910 °С. Показано, что эту температуру можно значительно снизить при столь же значительном повышении расхода водорода. Учет этого фактора может быть полезен при отработке режима отжига порошка.