Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 8 maj 1956 - Klormetallurgins grunder, av Bo Estberger
<< 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.
448
•TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. i. Apparat för klorering av ilmenit; a reaktionskärl,
b och c kondensorer, Tc termoelement.
utgående 0,005 %; kloridfasen håller 2,5 % Pb.
Enligt fig. 1 är
AG0
kcal/mol
Zn(l)+Cl2 = ZnCl2(l) —76,6 (a)
Pb(iy + Cl2 = PbCl2(l) — 61,5 (b)
(c)
(a) - (b) Zn + PbCla(l) = Pb(l) + ZnCl2(l)
15,1
Endast reaktion (a) sker i någon omfattning.
Den enligt (b) bildade blykloriden reagerar
nämligen enligt formel (c).
Ekv. (c) anger jämvikten mellan metall- och
kloridfasen. Ekv. (2) ger vid jämvikt
a G° = — 15,1 = — RT\n(aPhaZnaJaZaoPbCh) (5)
aFb kan sättas lika med 1 då slutprodukten
håller mer än 99,9 % Pb; 2,5 % Pb i
kloridfasen motsvarar 3,36 % PbCl2, dvs. 3,36/278 =
0,012 mol/100 g; motsvarande siffra för ZnCl2
blir 0,708. Molbråken för PbCI2 och ZnCl2 blir
då Nncu = 0,0167 resp. NZnCh> = 0,9833. Lumsden7
har för systemet Pb—Zn funnit
aZn = 29 NZa
där NZa är molbråket för Zn i legeringen. Om
aktiviteterna för kloriderna sätts lika med
molbråken, ger ekv. (5)
N.
Zn
0,22 • 10-5
vilket motsvaras av 7 • 10-5 % Zn.
I praktisk drift har erhållits 5 • lO"3 % Zn. Felet
är inte särskilt stort om man betänker att
reaktionen går allt långsammare efter hand som
zinkhalten sjunker, varför jämvikt inte uppnås
inom rimlig tid.
Klorering av metalloxider
Den reaktion, som gäller vid klorering av oxider,
kan tecknas:
MeO + Cl2 = MeCI2 + y2 02
Det bör poängteras att denna reaktion är rever-
sibel. Den tillåter således framställning av
antingen klor eller syre.
De reaktioner, som visar negativa värden på
AG° (tabell 2), kan lätt genomföras. De, som
visar positiva värden på AG°, kan eventuellt
göras spontana, om reaktionsprodukterna
bortskaffas som gaser, eller deras aktiviteter
(partialtryck) hålls så låga som möjligt.
De kloreringsreaktioner, som ger positivt AG°
enligt tabell 2, kan man göra betydligt
effektivare genom att samtidigt använda ett
reduktionsmedel, såsom C, CO och S. Denna process,
reduktionsklorering, används för framställning
av vattenfri MgCl2 ur MgO genom dennas
behandling med Cl2 och koks vid ca 1 000°C8.
Titantetraklorid framställs genom en liknande
process9. Enligt tabell 2 och fig. 2 får man:
AG0 vid
500° C 1 000°C
kcal/mol kcal/mol
V2Ti02(s)+Cl2=1/2TiCUg)+1/20a +19,0 +15,9
VsC(s)+»/«(),=VsCO, -47,3 -47,3
1/«Ti01(s)+V«C(s)+aa=1/tTiCl4(g)+VtC01 -28,3 -31,4
Med ett reduktionsmedel kan man göra
klore-ringsreduktionen under standardförhållanden
spontan för alla i tabell 2 nämnda oxider.
Klorering av metallsulfider
Metallsulfider kan omvandlas till klorider
genom reaktion med klor i en neutral eller
reducerande atmosfär enligt formeln
MeS + Cl2 = MeCl2 + V2 S2
AG° kan beräknas genom kombination av
värden ur fig. 1 och ett analogt diagram för sulfider.
Andra klorering smedel
Av andra tänkbara kloreringsmedel än klor
kommer främst kalciumklorid i fråga.
Reaktionen blir t.ex.
MeO + CaCl2 = MeCl2 + CaO
Nackdelarna med kalciumklorid som
kloreringsmedel är i första hand att
reaktionshastigheten blir mindre än med klor. De gynnsamma
Tabell 2. Ändringen i fri energi vid klorering av oxider
(värdena erhållna ur fig. 1 och 2)
Utgångsämnen AG0 vid
50ö°C 1 000°C
kcal/mol kcal/mol
PbO + Cl2 ....................................- 24,1 - 25,0
CdO + Cl2 ....................................- 21,2 - 22,7
Cu20 + Cl2....................................- 15,0 - 12,5
MnO + Cl2 ....................................- 12,3 - 9,9
NiO + Cl2....................................- 9,2 - 6,4
ZnO + Cl2 ....................................- 8,9 - 17,6
CoO + Cl2 ....................................- 8,0 - 3,5
FeO + Cl2 ....................................- 7,6 - 5,2
MgO + Cl2 ....................................+ 4,0 + 6,2
V2 Ti02 + Cl2....................................+ 19,0 + 15,9
Vs A1203 + Cl2 .................. - + 9,4
Va Si02 + Cl2 ....................................+ 24,3 + 21,4
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
