Hebei Polytechnic University5花记大年高炉冶炼过程的主要反应燃烧反应：提供热量还原熔炼反应：氧化物的还原，为吸热反应氧化还原反应存在电子的得失，一种物质被氧化，同时另一种物质被还原
Hebei Polytechnic University 高炉冶炼过程的主要反应 高炉冶炼过程的主要反应 还原熔炼反应：氧化物的还原，为吸热反应 燃烧反应：提供热量 氧化还原反应 氧化还原反应 存在电子的得失，一种物质被氧化，同时 另一种物质被还原
Hebei Polytechnic University5花花大年高炉冶炼的目的将氧化物还原得到粗金属或合金。高炉一以铁元素为溶剂的多得到的产品是生铁组元熔体（C、Si、Mn、P、S五大元素）
Hebei Polytechnic University 高炉冶炼的目的 高炉冶炼的目的 将氧化物还原得到粗金属或合金。高炉 得到的产品是生铁——以铁元素为溶剂的多 组元熔体（C、Si、Mn、P、S五大元素）
Hebei Polytechnic University5花花大高炉内还原反应的种类间接还原高炉上部以CO和H为还原剂的还原反应；直接还原高炉下部以C为还原剂的还原反应
Hebei Polytechnic University 高炉内还原反应的种类 高炉内还原反应的种类 间接还原——高炉上部以CO 和 H 2为还原剂的还 原反应； 直接还原——高炉下部以 C为还原剂的还原反应
Hebei Polytechnic University北记大标态下氧化物的还原性1)在CO/CO,(或)H/H,O混合气相的氧势线之上的氧化物，能被CO或H,还原，属于易还原氧化物2)在CO/CO,(或)H/H,O混合气相的氧势线之下的氧化物，能被C还原，不能被CO或H,还原，属于中等还原性氧化物3)仅在很高温度下才能被固体C还原的氧化物，属于难还原性氧化物
Hebei Polytechnic University 标态下氧化物的还原性 标态下氧化物的还原性 1) 在CO/CO2 ( 或) H2 /H2 O混合气相的氧势线之上的 氧化物，能被CO 或 H2还原，属于易还原氧化物 3)仅在很高温度下才能被固体 C还原的氧化物，属 于难还原性氧化物 2) 在CO/CO2 ( 或 ) H2 /H2 O混合气相的氧势线之下的 氧化物，能被 C还原，不能被CO 或 H2还原，属于 中等还原性氧化物
Hebei Polytechnic UniversityV老记A6.1氧化物还原的热力学条件1)利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件氧化物MO,和MeO,的生成反应如下：(1)M(s) +O2 = MO,(s)πo(MO,) = RT ln(Po, / P°)= △,Gm(1) = A+ BT(2)Me(s) +O, = MeO,(s)To(Meo) = RT In(Po. / P°) = ,G%(2) = A+ BT
Hebei Polytechnic University 6.1 氧化物还原的热力学条件 )( )( 2 2 + = sMOOsM MOO = O mr +=Δ= BTAGPPRT θ θ π )( )1( )/ln( 2 2 （1） 氧化物MO 2 和MeO 2的生成反应如下： 1） 利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件 )( )( 2 2 + = sMeOOsMe MeOO = O mr +=Δ= BTAGPPRT θ θ π )( )2( )/ln( 2 2 （2）
6.1氧化物还原的热力学条件1)利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件(1)-(2)可得：A,G%()M(s) + MeO,(s) = MO,(s)+ Me(s)(3)Po(MO,) = -RT In K§4,G%(3) = 元o(MO.) - o(Mo.) = RT lnPo,( MeO,)Poa(Meo.)K3Po,(MO.)
6.1 氧化物还原的热力学条件 1） 利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件 (1)-(2)可得： )()()()( 2 2 + = + sMesMOsMeOsM θ Δ Gmr )3( （3） θ θ 3 ππΔ 3 22 22 2 2 KlnRT P P G lnRT )MeO(O )MO(O )MeO(O)MO(O)(mr =−= −= )MO(O )MeO(O P P K 22 22 3 = θ
6.1氧化物还原的热力学条件1)利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件M(s) + MeO,(s) = MO,(s) + Me(s) Po,(MOo,) = -RT In K4,Gm(3) = o(MO,) -o(MeO.) = RT lnPo,(MeO,)(1)若 △,Gm(3)0 ，即o(MO.) >πo(Meo.) , Po,(MO,) > Po,(Meo,)Me (s)还原MO 2(s)°(3)若△,G%(3) = 0, 即π(MO.)= 元o(Meo.), Po,(MO,)= Po( Meo,)反应达到平衡，两条氧势线相交
(1)若 Gmr θ )3( Δ θ Gmr )()(MOO 2 MeOO 2 π > π 22 > PP 22 )MeO(O)MO(O )()()()( 2 2 + = + sMesMOsMeOsM 6.1 氧化物还原的热力学条件 1） 利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件 θ θ 3 ππΔ 3 22 22 2 2 KlnRT P P G lnRT )MeO(O )MO(O )MeO(O)MO(O)(mr =−= −= (2)若 ，即 ， Me(S)还原MO2(s)。 (3)若 )3( =Δ 0，即 ， θ Gmr )()(MOO 2 MeOO 2 π = π 22 = PP 22 )MeO(O)MO(O 反应达到平衡，两条氧势线相交
6.1氧化物还原的热力学条件1）利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件还原剂的选择要还原MO2(s)，需要从其氧势线下面找到对应的元素，当然实际生产还要考虑选择还原剂的成本，以及产量（还原的程度，利用K，计算）。直接还原：固体碳间接还原：CO、H,金属热还原：金属Si、Al等
6.1 氧化物还原的热力学条件 1） 利用氧势图分析氧化物还原的热力学条件 要还原MO2(s)，需要从其氧势线下面找到对 应的元素，当然实际生产还要考虑选择还原剂的 成本，以及产量（还原的程度，利用K3θ计算）。 还原剂的选择 直接还原：固体碳 间接还原：CO、H2 金属热还原：金属Si、Al等
6.1氧化物还原的热力学条件2）非标态下氧化物还原的热力学条件非标态还原热力学的意义前面讨论的还原反应的热力学条件是标准状态下还原反应的热力学条件（反应物和生成物都是纯物质，活度为1）。在实际生产中，还原反应都是在非标准态下进行的，被还原的氧化物和还原出来的单质并非纯态，而是处于溶液或与其它化合物形成复杂化合物，因此需要讨论非标态下氧化物还原的热力学条件
6.1 氧化物还原的热力学条件 2）非标态下氧化物还原的热力学条件 前面讨论的还原反应的热力学条件是标准状 态下还原反应的热力学条件（反应物和生成物都 是纯物质，活度为1）。在实际生产中，还原反应 都是在非标准态下进行的，被还原的氧化物和还 原出来的单质并非纯态，而是处于溶液或与其它 化合物形成复杂化合物，因此需要讨论非标态下 氧化物还原的热力学条件。 非标态还原热力学的意义
6.1氧化物还原的热力学条件2）非标态下氧化物还原的热力学条件A,G%()[M]+(MeO,) =(MO,)+[Me]aMo,'aMeA,Gm(0) = A,Gl() + RT ln aMeo,am当△,Gm(3)=0时可求反应的开始还原温度T开。提高反应物M和MeO,的活度、降低产物MO和Me的活度，可降低还原反应的温度T开，相反，则使得还原反应温度提高
6.1 氧化物还原的热力学条件 2）非标态下氧化物还原的热力学条件 当 时可求反应的开始还原温度T开。 ][)()(][ + MeOM 2 = 2 + MeMO θ Δ Gmr )3( MeO M MO Me mr mr aa aa RTGG ⋅ ⋅ +Δ=Δ 2 2 )3( )3( ln θ 0 Gmr )3( =Δ 提高反应物M和MeO2的活度、降低产物MO2 和Me的活度，可降低还原反应的温度T开，相反， 则使得还原反应温度提高