Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 20. 18 maj 1954 - Andras erfarenheter - Rengöringsmedel för väggar och golv, av Kjell Groth - Mekanismen vid reduktion av järnoxider, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
464
TEKNISK TIDSKltlFT
12 °/i) natriumlaurylsulfat (95 °/o)
81 °/o surt natriunipyrofosfat och trinatriumfosfat, 12 • HaO i
sådana proportioner att en 0,5 %> lösning får pH 7
5,8 •/• mineralterpentin
1,2 °/o cetyl-stearylalkohol
Denna komposition har provats praktiskt i skolor med
synnerligen gott resultat under en serie arbetsstudier
omfattande storstädning i 52 lärorum.
Inledningsvis framhölls, att kravet på effektivitet ej får
dominera över kravet på skonsamhet. Vanligen
åstadkommes en effektivitetsökning på bekostnad av skonsamheten,
genom att kombinera de ytaktiva ämnena med alkalier.
Effektivitetsökningen beror härvid sannolikt dels på en
kraftigare uppladdning genom adsorption av hydroxyljoner
på smutspartiklar och underliggande material och dels i
vissa fall på en partiell hydrolys av underlagets yta.
Härigenom uppkommande alkaliskador, som förstärks genom
kvarblivna rengöringsmedelsrester, är särskilt markanta
på målade ytor och linoleumgolv.
Den här beskrivna rengöringsmedelskompositionen, som
ger neutrala brukslösningar, har genom laboratorieprov
visats vara helt oskadlig för linoleum och oljemålade ytor,
som åldrats en månad. Det är självklart olämpligt att
använda detta medel på mycket färsk oljefärg eller
gummigolv, då ju ett organiskt lösningsmedel ingår i
sammansättningen. Kjell Groth
Mekanismen vid reduktion av järnoxider. Det är väl
känt att hämatitmalmer vanligen reduceras snabbare än
magnetitmalmer och att malmens reducerbarhet i
allmänhet kan ökas genom röstning, bränning av briketter eller
sintring, trots att dess syrehalt härvid växer. Det är
vidare känt att olika malmer visar stor olikhet i
volymändring under reduktionen och att det finns en relation
mellan malmens reducerbarhet, volymändring och
hållfasthet. Den sistnämnda är av stor vikt i praktiken, särskilt
vid framställning av järnsvamp i schaktugn enligt
Wiberg-Söderfors-metoden (Tekn. T. 1950 s. 1131).
Järnets oxider är tre, hämatit Fe^, magnetit Fes04 och
wiistit Fe^-O (där x är något under 1). Vid jämvikt i ett
järn-syresystem existerar magnetit och wiistit inom vissa
koncentrationsområden. Jämviktsdiagrammets utseende är
dock inte fullständigt utrett. Wüstit har kubiskt
kristall-gitter av natriumkloridtyp med järnjonerna i de
okta-edriska mellanrummen mellan de större syrejonerna. Dess
syrehalt kan variera rätt mycket men är alltid större än i
FeO.
Detta beror på att 5—11 °/o av järnjonernas platser i
kristallgittret är obesatta. Då ett antal järnjoner lika med
dubbla antalet vakanser är trevärda, är wüstitkristallerna
dock elektriskt neutrala. Deras gitterparameter faller
linjärt med stigande syrehalt. Wüstit är instabil under 570°C
och sönderfaller vid denna temperatur eutektoidiskt i
as-järn och magnetit. Man kan emellertid lätt underkyla
den, men magnetit som existerat över den eutektoida
punkten faller då ut ganska snabbt.
Magnetit har också kubiskt kristallgitter, men det är av
spinelltyp och består av ett tätpackat gitter av syrejoner
med Fe1^- och Fe^-joner i mellanrummen. Magnetits
syrehalt kan också variera fastän mellan snävare gränser än
wüstits. Dess gitterparameter faller liksom wüstits med
stigande syrehalt vilket visar att en del av katjonerna kan
saknas. Magnetitens gitter är över huvud taget mycket likt
wüstitens, enda skillnaden är att järnjonerna i det är
placerade på annat sätt och är olika till antalet.
Hämatit kan existera i två modifikationer med olika
kristallgitter; a-hämatitens är romboedriskt av korundtyp
med syrejonerna i tätpackat hexagonalt gitter och
Fe3*-joner i de oktaedriska mellanrummen, y-hämatitens är
liksom magnetitens kubiskt av spinelltyp. Den förra formen
är omagnetisk, den senare liksom magnetit magnetisk.
Båda formernas sammansättning kan variera något. Man
kan erhålla y-hämatit genom avvattning av y-FeOOH
under 500°C eller genom oxidation av magnetit under
400°C (Tekn. T. 1953 s. 898). Omvandling av a- till
y-hämatit har inte iakttagits, och det anses därför att
y-hämatit är en metastabil form som kan bildas endast vid
avvattning eller oxidation.
Reduktionsförloppet vid framställning av järn ur dess
oxider har ofta betraktats som ett gasdiffusionsproblem
varvid dess hastighet anses bestämd huvudsakligen av den
reducerande gasens diffusion genom ett skikt av
järnsvamp. Det har emellertid länge varit känt att wüstit först
bildas vid reduktion av magnetit vid hög temperatur, och
Wiberg har vid undersökning av det wüstitskikt, som
härvid bildas på naturliga magnetitkristaller, funnit att det
icke iir poröst.
På grund av denna och andra iakttagelser anser man
numera att reduktionen sannolikt är en reaktion i fast fas.
Reaktionsförloppet bestäms då, utom av gasutbytet mellan
gränsytan oxid—metall och strömmen av reducerande gas,
av dennas och de gasformiga reduktionsprodukternas
diffusion i de fasta faserna och av reaktionerna vid
fasgränserna. Stålhane och Malmberg har sålunda funnit att
reduktion av magnetit till wüstit går betydligt snabbare än
reduktion av wüstit till järn. Den senare bestämmer därför
reaktionshastigheten.
Reduktionshastigheten både med väte och koloxid faller
betydligt under ca 600CC. Man har trott att orsaken härtill
är bildning av wüstit som mellanprodukt. Andra anser
numera att den kan vara minskning av vattenångas
diffusionshastighet i järnfasen som snabbt omkristalliserar över
600°C. Reduktion med väte går fortare än med koloxid,
åtminstone i början. Wiberg har t.ex. funnit att så är
fallet tills ca 75 %> av malmens syre avlägsnats. Sedan faller
hastigheten för reduktion med väte betydligt snabbare än
för reduktion med koloxid, och den tid, som är
nödvändig för fullständig reduktion, blir längre för vätgas än
för koloxid.
Även liten mängd koldioxid i gasfasen minskar
hastigheten för reduktion av wüstit till järn. Vatten har samma
men mindre stark verkan. Reduktion av magnetit till
wüstit har visat sig ske med samma hastighet vid
koldioxidhalter i gasen på 0—30 °/o. Man har funnit att det
existerar en relativt liten kritisk gashastighet över vilken
reduktionshastigheten inte påverkas av ökning av rörelsen
i gasfasen. Den kritiska gashastigheten har visat sig bero
av reduktionstemperatur, malmbäddens tjocklek och
malmens kornstorlek men inte av reduktionsgraden.
Undersökningar av mikrostrukturer hos delvis
reducerade magnetitkristaller har utförts vid KTH av Wiberg och
senare av Edström och S-E Eriksson (Tekn. T. 1950 s. 449)
varvid också hämatit undersökts. Edström har nu
studerat reduktionsmekanismen för magnetit och hämatit
mikroskopiskt och röntgenkristallografiskt. Resultatet av
dessa undersökningar ger en förklaring på skillnaden i
magnetits och hämatits reducerbarhet.
Vid reduktion av en ideal magnetitkristall vid 1 000°G
bryts syregittret ned under bildning av en järnfas. Används
väte som reduktionsmedel, passerar detta lätt genom ett
icke alltför tjockt järnskikt. Vattenånga bildas under
järnet och bryter sönder skiktet så att det blir poröst.
Används koloxid uppkolas järnskiktet och bryts sedan
sönder av den koldioxid som uppstår vid reaktionen mellan
det lösta kolet och wüstiten. Vid så låg temperatur att
wüstit inte uppkommer bildas poröst järn direkt ur
magnetit.
Vid högre temperatur diffunderar järn genom
wiistitskik-tet mot magnetitkärnan och tränger in i denna under
bildning av wüstit utan nämnvärd ändring av syregittret.
Denna reaktion sker enligt formeln
Fe + Fe304—>-4 FeO
Reduktion av hämatit sker i huvudsak på samma sätt.
men wiistitskiktet blir betydligt mer poröst, och
processerna går därför snabbare. I stället kan ett tätt magnetit-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
