1.1.2.1. Химические превращения исходных материалов в печи

Химические реакции, протекающие в печи, можно разделить на простые и сложные. Если одного стехиометрического уравнения достаточно, чтобы описать протекание данной реакции, то ее относят к простым реакциям. Если же для описания наблюдаемого течения реакции необходимо несколько стехиометрических и кинетических уравнений, то ее относят к сложным реакциям.

Сложные реакции разделяются на следующие типы: последовательные, или консекутивные

параллельные

смешанные

Приведенная смешанная реакция является параллельной по отношению к компоненту В и последовательной по отношению к компонентам A, R и S-

Термическому разложению в печах чаще всего подвергаются: карбонаты, окислы, гидраты, силикаты, фосфориты, антрациты, нефть, мазут и т. д.

Реакции обменного разложения — реакции, когда из одной пары веществ образуется другая, путем простого обмена ионами, например:

Первые две реакции протекают при плавке на штейн и переработке штейнов в производстве цветных металлов. Последняя реакция происходит при огневом рафинировании и доводке металлов.

Реакции окислительно-восстановительные. Каждая реакция сопровождается перемещением электронов; условно эту реакцию можно разделить на два процесса:

окисление компонентов (целевой продукт в печи получается в результате окисления);

восстановление компонентов (целевой продукт в печи получается в результате восстановления его).

Окисление компонентов. Окислительные реакции, проводимые в печах, включают в себя окисление простых веществ с получением их окислов. Они протекают при получении фосфорного ангидрида сжиганием фосфора; серного ангидрида сжиганием серы; хлористого водорода сжиганием водорода в среде хлора и т. д. Окислительные реакции лежат в основе обжига и плавки сульфидных руд и концентратов в цветной металлургии.

Реакции окисления металлов составляют основу процессов огневого рафинирования.

Восстановление компонентов. Восстановительные реакции составляют основу восстановительной плавки окисленного рудного сырья и полупродуктов цветных металлов. (Восстановление из руд фосфора, марганца, серы из отходящих газов после сорбции, сульфита натрия из сульфата натрия, баритового концентрата, получение трехокиси мышьяка и т. д.). Главные восстанавливающие реагенты — углерод и окись углерода. Значительно меньшее значение как восстановителя имеет водород и углеводороды. В сложных системах особенно в расплавах восстановителем могут быть металлы, имеющие повышенное сродство к кислороду.