Металлургия без выбросов углекислого газа

[Ruslan_Sharipov]

06.09.2021 в 16:09, stearan сказал:

Пока-что углеродный налог EC больше всего бьет по железо-стальной металлургии и производству азотных удобрений. В случае металлургии даже обсуждается идея восстановления оксидов железа водородом (!).

Есть вариант хлорной металлургии. Сначала оксиды железа переводятся в хлориды соляной кислотой или газообразным хлороводородом:

 

FeO + 2 HCl = FeCl₂ + H₂O,

Fe₂O₃ + 6 HCl = 2 FeCl₃ + 3 H₂O.

 

Затем хлориды восстанавливаются углём

 

2 FeCl₂ + C = 2 Fe + CCl₄,

4 FeCl₃ + 3 C = 4 Fe + 3 CCl₄

 

или метаном
 

FeCl₂ + CH₄ = Fe + CH₃Cl + HCl,

2 FeCl₃ + 3 CH₄ = 2 Fe + 3 CH₃Cl + 3 HCl.

 

В случае с метаном следует отметить, что половина первоначально затраченного хлороводорода возвращается в цикл. Другая половина может быть возвращена при дальнейшем использовании метилхлорида в органическом синтезе. Из четыреххлористого углерода хлороводород тоже можно вернуть при его использовании в органическом синтезе.

[ununeniy]

15 минут назад, Ruslan_Sharipov сказал:

 

2 FeCl₂ + C = 2 Fe + CCl₄,

4 FeCl₃ + 3 C = 4 Fe + 3 CCl₄

 

 

Хлорид железа не восстановится углем до железа, и уж точно при этом не будет тетрахлорметан, метаном реальнее

[Ruslan_Sharipov]

51 минуту назад, ununeniy сказал:

Хлорид железа не восстановится углем.

А что будет происходить с хлоридом железа, если его греть с углем без доступа кислорода? Греем сильнее и сильнее. Температура растёт. Когда-нибудь же что-нибудь начнёт происходить? Что?

 

Для справки. В Википедии сказано, что хлорид железа (III) при нагревании до температуры плавления 306°C начинает разлагаться в хлорид железа (II) и хлор. Хлорид железа (II) согласно Википедии плавится лишь при 672-677°С, а кипит при 1012-1076°C. Поэтому есть куда греть.

 

Изменено 8 Сентября, 2021 в 11:55 пользователем Ruslan_Sharipov

[Электрофил]

19 минут назад, Ruslan_Sharipov сказал:

А что будет происходить с хлоридом железа, если его греть с углем без доступа кислорода? Греем сильнее и сильнее. Температура растёт. Когда-нибудь же что-нибудь начнёт происходить? Что?

Карбид железа и хлор

[Вадим Вергун]

Уж если получать хлорид железа то в железа его рационально перерабатывать электролизом или металлотермией. Получится железо без углерода, что ценно.

[Ruslan_Sharipov]

25 минут назад, Вадим Вергун сказал:

Уж если получать хлорид железа то в железа его рационально перерабатывать электролизом или металлотермией. Получится железо без углерода, что ценно.

Учтите, что речь идёт о массовой металлургии, а не о получении уникальных веществ, не имеющих широкого применения.

[Вадим Вергун]

В массовой металургии этим никто заниматься не будет.

[Ruslan_Sharipov]

1 час назад, Электрофил сказал:

Карбид железа и хлор.

Я не нашёл точных данных по температуре разложения четырёххлористого угерода. Но есть работа https://www.researchgate.net/publication/231398383_Thermal_Decomposition_of_Carbon_Tetrachloride , где говорится о температурных диапазонах 1084-1705°K, 1192-1733°K, 1470-2186°K. Из этого следует, что  CCl₄ - это очень термостабильное и инертное соединение. А хлор активный окислитель. Почему тогда хлор не может выжечь углерод из карбида железа с образованием CCl₄ подобно тому как это делает кислород в печах, называемых кислородными конвертерами?

Изменено 8 Сентября, 2021 в 13:03 пользователем Ruslan_Sharipov

[ununeniy]

1 час назад, Ruslan_Sharipov сказал:

А что будет происходить с хлоридом железа, если его греть с углем без доступа кислорода? Греем сильнее и сильнее. Температура растёт. Когда-нибудь же что-нибудь начнёт происходить? Что?

 

Для справки. В Википедии сказано, что хлорид железа (III) при нагревании до температуры плавления 306°C начинает разлагаться в хлорид железа (II) и хлор. Хлорид железа (II) согласно Википедии плавится лишь при 672-677°С, а кипит при 1012-1076°C. Поэтому есть куда греть.

 

То что хлор полетит, это да, но он не может напрямую реагировать с углем, не просто же так получают этот самый Тетра хлор метан, через хлор и метан из прир. газа, и если будет эта реакция в присутствии угля, он может поглотить этот хлор обратимо, и в следовых (ничтожно мало) образовать нужный ТХМ 

[Электрофил]

Хлорное железо отлетит 100%. Уголек останется. Интуитивно, без расчетов. Так титан делают, и с кремнием прокатывает.

Изменено 8 Сентября, 2021 в 14:01 пользователем Электрофил