химический каталог




Карбонильное железо

Автор В.Л.Волков, В.Г.Сыркин, И.С.Толмасский

ой модификации и окиси углерода.

Из приведенного уравнения видно, что процесс синтеза карбонила всегда сопровождается значительным уменьшением числа молей реагирующих веществ, а процесс его термического разложения наоборот — соответствующим увеличением числа молей этих веществ. Одновременно с этим реакция синтеза карбонила всегда является процессом экзотермическим, а реакция его термического разложения, наоборот, процессом эндотермическим. Поэтому, исходя из известных положений

12

химической термодинамики, можно высказать общие принципы осуществления карбонил-процесса, которые заключаются в том, что первую его фазу (синтез) целесообразно вести при высоких давлениях и относительно низких температурах, тогда как вторую его фазу (термическое разложение) целесообразно вести при низких давлениях и относительно более высоких температурах. На практике это положение всегда подтверждается. Например синтез карбонилов железа и никеля ведут под давлением 100—200 ат при температуре 180—220 °С, тогда как их термическое разложение проводят при атмосферном давлении и температуре около 300 °С [4].

Для некоторых металлов (например, шестой группы) прямой синтез их карбонилов по уравнению (1-2) затруднен и требует применения очень высоких давлений или специальных методов активации исходного сырья. В этих случаях процесс синтеза карбонилов целесообразно проводить при воздействии окиси углерода под давлением па галогениды или сульфиды металлов в присутствии соответствующего восстановителя. Так, карбонилы вольфрама и молибдена в настоящее время получают действием "окиси углерода под давлением 50—60 ат на высшие хлориды этих металлов в присутствии цинковой пыли [5]. Однако сбщая схема карбснил-прсцесса (1-1) и принципы его осуществления остаются в силе и для реакций такого типа.

Производство карбонильного железа, которое подробно описывается в следующих главах, является классическим примером карбонил-процесса, нашедшего достаточно широкое промышленное осуществление. Применение различных модификаций этого материала в ряде отраслей современной техники уже обеспечило их значительный прогресс.

2 Исторические сведения о развитии карбонил-процесса

В 1889 г. в Англии Мондом [6] был открыт первый из карбонилов металлов группы железа — карбонил никеля. Проведя детальное исследование условий синтеза и термического разложения этого соединения, Монд уже в 1901 г. сумел внедрите карбонил-процесс в металлургическую промышленность Англии как новый способ полу-

13

чения никеля высокой чистоты. Особенность способа Монда заключается в том, что синтез и термическое разложение карбонила никеля проводятся непрерывно под давлением, близким к атмосферному, в системе последовательно соединенных arm аратов с циркуляцией окиси углерода. Исходным сырьем в процессе-служит специально подготовленный медноникелевый штейн (сплав никеля с серой). Конечный продукт — карбонильный никель Монда представляет собой зернистый материал с частицами сферической формы диаметром 5—10 мм, содержащий 99,5—99,8% Ni.

Более прогрессивный вариант карбонил-процесса для получения металлургического никеля высокой чистоты был разработан в 30-х годах химическим концерном «И. Г. Фарбениндустри» в Германии. По этому способу синтез карбонила никеля проводится в замкнутой циркуляционной системе аппаратов под давлением до 200 ат. Полученный карбонил путем ректификации отделяется от примесей и далее подвергается термическому разложению при атмосферном давлении на порошковый никель и окись углерода. Исходным сырьем в этом процессе служит так называемый «передутый» медноникелевый фан-штейн. Конечный продукт — порошковый карбонильный никель представляет собой дисперсный порошок с частицами размером до 20 мкм, содержащий 99,9% Ni и выше.

В Советском Союзе в системе цветной металлургии также эксплуатируется крупное производство карбонильного никеля, основанное на применении карбонил-процесса, в котором синтез карбонила осуществляется под высоким давлением.

В 1891 г. Вертело во Франции [7], а также Мондом, Квинком и Лангером [8, 9] в Англии был впервые получен пентакарбонил железа. Кроме того, пентакарбонил железа был описан также другими авторами [10—12].

В 1916 г. на заводе химического концерна «И. Г. Фарбениндустри» этот карбонил был обнаружен в длительно лежащем стальном баллоне, в котором находилась смесь окиси углерода и водорода под давлением. Оказалось, что водород, восстановив окислы железа, которые всегда покрывают поверхность стали, активизировал внутреннюю поверхность и железо вступило во взаимодействие с окисью углерода. Этому способствовало достаточно высокое дав-

14

ление и нагрев баллона под действием солнечных лучей [13]. Последний случай натолкнул исследователей на мысль о проведении синтеза пентакарбонила железа под давлением.

В 1923 г. С. Мюллер в Германии открыл высокие антидетонационные свойства пентакарбонила железа для моторных топлив1, что в значительной степени стимулировало работы по его синтезу. В результате этих работ с 1926 г. в продаже появилось новое моторное горючее — маталин с присадкой пентакарбонила железа. Сырьем для синтеза карбонила железа вначале служили окис-ные железные руды (магнетит, сидерит и др.), восстановленные водородом. После восстановления эти руды обрабатывались окисью углерода под давлением 50—200 ат при температуре 100—200 °С. В дальнейшем в качестве сырья для синтеза карбонила стали использовать губчатое железо.

С 1925 г., параллельно с работами по синтезу карбонила железа, Шлехт начал заниматься процессом термического разложения карбонила для получения высоко-дисперсного порошка железа. Работы Шлехта показали, что термическое разложение паров пентакарбонила целесообразно проводить в вертикальных цилиндрических аппаратах большого объема при температуре 260—280 °С с добавкой к парам карбонила газообразного аммиака.

При последующей термической обработке порошков при 350 °С водородом Шлехт достигал значительного снижения содержащихся в них примесей углерода и кислорода. При дополни

страница 4
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Скачать книгу "Карбонильное железо" (2.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить виниловый сайдинг под блок хауз в пензе
Casio SGW-450H-1A
киркоров официальный сайт
сказки андерсена. дюймовочка

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)