Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ АЛЮМИНОТЕРМИЧЕСКОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЯ

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-6-15-22

Полный текст:

Аннотация

Для поиска путей решения задачи по снижению себестоимости производства металлического кальция предложено рассмотреть процесс его алюминотермического получения на примере системы СаО–Al. Выполнен термодинамический анализ в указанной системе, который показал, что процесс алюминотермического восстановления кальция из его оксида технически осуществим при давлении 5–10 Па и температуре 1200–1500 °С. Выявлено, что проведение процесса восстановления при остаточном давлении менее 1 атм (101,3 кПа) значительно снижает термодинамические температуры начала реакций. Установлено, что для практических целей можно использовать только три реакции, в ходе которых образуются следующие алюминаты кальция: 3CaO·Al2O3, 5CaO·3Al2O3 (12CaO·7Al2O3) и CaO·Al2O3. Предложено в зависимости от конечного соединения разделить процесс на «низкотемпературный» (до 1200 °С, выход кальция не более 64,3 %) и «высокотемпературный» (до 1500 °С, до 75 % Ca). В последующем планируется опытным путем подтвердить полученные данные.

Об авторах

В. К. Кулифеев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия

докт. техн. наук, профессор, эксперт кафедры цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС» (117049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4)



А. Н. Кропачев
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
канд. техн. наук, доцент той же кафедры


В. П. Тарасов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
докт. техн. наук, профессор, заведующий той же кафедрой


Список литературы

1. Еланский Г.Н. Сталь и Периодическая система элементов Д.И. Менделеева: Учеб. пос. для вузов. М.: МГВ- МИ, 2012.

2. Кулифеев В.К., Минков О.Б., Сухарев А.В. Перспективы производства кальция в России // Технология металлов. 2011. No. 5. С. 2—7.

3. Кудрин В.А. Внепечная обработка чугуна и стали. М.: Металлургия, 1992.

4. INFOMINE Research Group: Обзор рынка кальция металлического в России и мире. URL: http://infomine.ru (дата обращения 10.10.2014).

5. Стратегия развития металлургической промышленности России на период до 2020 года. URL: http://old.minpromtorg.gov.ru/ministry/strategic/sectoral/2 (дата обращения 20.09.2014).

6. Кулифеев В.К., Кропачев А.Н., Ватулин И.И., Подрезов С.Н., Антонов Н.А., Молев Г.В. Экспериментальное и расчетное определение состава шихт алюминотермического восстановления кальция из его оксида // Цв. металлы. 2007. No. 4. С. 88—89.

7. Богословский С.С. Термодинамические исследования кальция, его соединений и процессов получения металлического кальция: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МИСиС, 1969.

8. Богословский С.С., Кулифеев В.К., Стихин А.Н., Крестовников А.Н. Давление насыщенного пара кальция // Изв. вузов. Цв. металлургия. 1961. No. 1. С. 17—21.

9. Кулифеев В.К., Кропачев А.Н., Миклушевский В.В., Ватулин И.И. Технология алюминотермического получения кальция и аппаратурное оформление процесса // Цв. металлы. 2004. No. 10. С. 58—61.

10. Paret Alain. Procede de fabrication de calcium, en four cylindrique a axe horizontal, mobile verticalement, avec creuset en graphite chauffe par induction: Pat. 2775484 (FR). 1999.

11. Микулинский А.С. Вакуумные электрические печи для получения щелочных и щелочно-земельных металлов. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.

12. Матвеенко И.И., Деменев Н.В. Алюмотермическое восстановление окиси кальция // Тр. Института химии Уральского филиала АН СССР. 1958. Вып. 2. С. 111—120.

13. Кропачев А.Н. Исследование и разработка алюминотермического способа получения кальция: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М.: МИСиС, 2006.

14. Ватулин И.И., Минков О.Б., Сухарев А.В., Сухарев В.А., Шингарев Э.Н. Высокотемпературное алюминотермическое восстановление оксида кальция // Материаловедение. 2009. No. 3. С. 46—50.

15. Сухарев А.В., Шингарев Э.Н. Исследование механизма алюминотермического восстановления оксида кальция и оксида лития // Цв. металлы. 2009. No. 10. С. 52—55.

16. Сухарев А.В. Исследование высокотемпературного алюминотермического восстановления оксида кальция и разработка технологии и оборудования: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МИСиС, 2011.


Для цитирования:


Кулифеев В.К., Кропачев А.Н., Тарасов В.П. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ АЛЮМИНОТЕРМИЧЕСКОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЯ. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2015;(6):15-22. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-6-15-22

For citation:


Kulifeev V.K., Kropachev A.N., Tarasov V.P. Thermodynamic investigations and substantiation of the aluminothermic fabrication method of calcium. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2015;(6):15-22. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-6-15-22

Просмотров: 256


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)