Диссоциация карбонатов

В черной металлургии наибольший практический интерес представляет анализ реакции диссоциации карбонатов кальция СаСО₃, магния MgCO₃, марганца MnCO₃, железа FeCO₃ (сидерит) и доломита CaMg(CO₃)₂. Процессы диссоциации этих соединений однотипны и протекают по уравнению:

MeCO₃ = MeO + CO₂,

K_p =

Величина является упругостью диссоциации карбоната и характеризует меру химической прочности соединения.

Наибольший интерес представляет реакция диссоциации карбоната кальция, который входит в состав шихтовых материалов доменного и сталеплавильного производства, а также используется для получения СаО через обжиг известняка.

Реакция диссоциации СаСО₃ описывается уравнением вида

СаCO₃ = СаO_тв + CO₂, = 177 400 Дж; (3.1)

DG°_Т = 178 070 - 150 Т; K_p(3.1) =

Зависимость упругости диссоциации карбоната от температуры представлена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Упругость диссоциации СаСО₃

Анализ данной графической зависимости с использованием изотермы химической реакции показывает, что диссоциация карбоната возможна, когда фактическое значение меньше равновесного и при этом DG°_Т < 0. Температура, при которой возможен этот процесс, является температурой начала диссоциации Т_НД.

Любая фигуративная точка 1 выше равновесной линии на рис. 3.2 отвечает устойчивому существованию карбоната СаСО₃. Любая фигуративная точка 2 ниже линии отвечает устойчивому существованию оксида СаО.

Процесс диссоциации карбоната протекает с высокой скоростью при температурах выше температуры химического кипения Т_ХК, при которой упругость диссоциации становится равной общему внешнему давлению газовой фазы.