Особливості термодинамічної рівноваги реакцій в системі Ni-Cr-Mo-W-O-C щодо переробки легованих металургійних техногенних відходів для підвищення безпеки життєдіяльності

Анотація

Статтю присвячено дослідженням термодинамічної рівноваги в системі Ni-Cr-Mo-W-O-C, стосовно відновлення оксидної техногенної сировини. Для досягнення цієї мети побудовано графіки залежності значень вільної енергії Гіббса від температури, що дає уявлення про можливість протікання реакцій. Завдяки успішно проведеним етапам досліджень отримано суттєві результати з визначенням температурних умов, що забезпечують збільшення імовірності реакцій утворення карбідів та елементів у вільному стані при відновленні як вуглецем, так CO і карбідами. Показано, що з термодинамічної точки зору вищі оксидні сполуки мають меншу стійкість, ніж нижчі оксиди. В дослідженій системі вірогідні реакції утворення оксидів та карбідів, металів у вільному стані, а також CO та CO₂. Визначено схильність оксидних з’єднань тугоплавких металів до відновлення за участі C, CO і карбідів. Визначено високу вірогідність паралельного протікання реакцій карбідоутворення наряду із відновленням при відносно низьких температурах. При підвищенні температури зростає вірогідність відновлення до металів у вільному стані. При цьому з підвищенням температури збільшується роль карбідів, як відновників. Визначено більшу імовірність протікання реакцій відновлення вищих оксидів, ніж нижчих. Разом з цим отримання відновленого продукту без вмісту карбідів є малоймовірним. Врахування фазових переходів і зміни теплоємності компонентів реакцій з підвищенням температури дало можливість отримати більш точні результати. Суттєва кількість розглянутих реакцій в широкому температурному діапазоні висвітлює більш повну картину можливих перетворень в процесі відновлення легованих техногенних відходів. Одночасно з відновленням і поверненням у виробництво техногенних відходів металургії реалізується зниження забруднення навколишнього середовища та зменшення екологічної напруженості регіонів з розвиненою промисловістю, що у свою чергу обумовлює підвищення безпеки життєдіяльності.