Открыть главное меню
Использование металлотермии для сварки рельсов: вскоре расплавленный металл заполнит форму, расположенную на стыке

Металлотермия (от металл + греч. therme — теплота, жар[1]) — отрасль современной металлургии, которая основана на процессах восстановления металлов из их соединений другими металлами, химически значительно более активными, чем восстанавливаемые, при повышенных температурах.

Содержание

ОписаниеПравить

Металлотермия, как правило, дороже, чем восстановление углеродом (карботермия), и применяется в тех случаях, когда восстановление углеродом невозможно или приводит к загрязнению сплава карбидами[2]. Применяется, например, для восстановления вольфрама, марганца, молибдена, титана, хрома[3]. Металлотермию используют для производства некоторых цветных и редких металлов. Металлотермическому восстановлению подвергаются: оксиды, фториды, хлориды металлов и изредка сложные смеси оксидов и галогенидов, или непосредственно руды.

Различают несколько видов металлотермических процессов[1]:

  • внепечные, в которых теплота реакций достаточна для восстановления и расплавления перерабатываемых материалов,
  • электропечные, в которых часть теплоты обеспечивается электронагревом,
  • вакуумные, в которых основные реакции проходят в вакууме из-за высокой летучести некоторых компонентов.

Частными случаями металлотермии являются алюминотермия (алюмотермия) и магнийтермия. Как восстановители применяют также кремний (обычно в виде ферросилиция), кальций, барий, натрий, литий, лантан и др.

Выбор металла-восстановителя определяется экономической целесообразностью и термодинамическими показателями. Для определения возможности металлотермической реакции и расчёта температуры равновесия между металлом, кислородом и соответствующим оксидом используются диаграммы Эллингема. Таким же образом рассчитываются температуры равновесия в реакциях образования других соединений с неметаллами. И наоборот, диаграммы Эллингема могут быть полезны при попытке предсказать условия, в которых металлическая руда (обычно оксид, сульфид) будет восстанавливаться до металла. Выбор металла-восстановителя также определяется желательным отсутствием сплавления его с получаемым продуктом или легкую отделяемость методами химической обработки (выщелачиванием водой, щелочами или кислотами).

Металлотермия начала применяться в промышленных масштабах в конце XIX — начале XX века[2].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 Металлотермия // Политехнический словарь / А. Ю. Ишлинский. — 3-е. — Москва: Советская энциклопедия, 1989. — С. 299. — 656 с. — ISBN 5-85270-003-7.
  2. 1 2 Металлотермия // Энциклопедический словарь юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990. — С. 138—140. — ISBN 5-7155-0292-6.
  3. Хомченко Г.П. §12.6. Основные способы получения металлов // Химия для поступающих в вузы. — 2-е изд. — М.: Высшая школа, 1993. — С. 278. — 447 с. — ISBN 5-06-002965-4.

СсылкиПравить