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炼铁使用气体还原剂还是固体还原剂的探讨
孙贤哲
（辽宁科技学院，辽宁本溪117004）
摘要：用碳还原铁的各级氧化物存在一个严重问题:用碳作还原剂不一定能最终得到铁，得到的却是铁的副产品 渗碳体
（Fe3C）«选用CO气体还原剂不仅nal Electronic Publishing House. All rights reserved,
温、低氧”就是不完全燃烧反应的热力学条件。
比较①、②，在同等外界条件，同是“顺行”状态下, 假设完全燃烧的氧势为P （对气体而言，氧势可用气体压 力来表征，此依据：气体浓度=己）。那么，不完全燃烧的 氧势即
P0
为姨P。如：完全燃烧顺行状态下，假设其氧势为100K 帕，那么将氧势调控为10K帕就是“标准”的不完全燃烧状 态。这是笔者就完全燃烧与不完全燃烧在分寸把握上给出 的一个理论推断。
但在实际燃烧中以粗略分析、大致判断即能有所把 握：
起火苗、显亮光、火势旺就是完全燃烧的迹象；浓烟 重、不起火苗、亮光能见度低则是不充分燃烧的迹象。在 野外富氧区有利于完全燃烧，而在高原贫氧带则更有利于 一氧化碳气体的生产。
当燃烧反应处于低温阶段（通常认为低于850°C）,完 全燃烧则是主反应式，其燃烧产物就是二氧化碳CO?居 多；当反应处于高温（通常认为高于850°C）,不充分燃烧 就是主反应式，因而燃烧产物则是一氧化碳CO居多。关 于二氧化碳、一氧化碳产物的分辨：
（1） 一氧化碳是可燃气体，而二氧化碳则不能被氧 化。
（2） 一氧化碳有毒而二氧化碳无毒。一氧化碳有毒足 以致人而死，二氧化碳无毒，但非常排斥氧的存在，容易 造成缺氧而窒息。
（3） 从分子量分析、比较可推知：二氧化碳气体密度 较之一氧化碳密度大故易下沉，一氧化碳相对密度小故易 上浮。二氧化碳、一氧化碳相混合，终态稳定之时一定要 发生分层现象，不会形成混合物的“均相”体系。
关于一氧化碳还原剂的制取问题：有一条最基本的途 径是利用碳的气化反应制取。制取途径：利用碳的气化反 应完成制取任务。碳气化反应即：固体碳加二氧化碳在高 温下使之气化而生成一氧化碳CO气体的反应。（碳气化反 应有文献也称之为碳的熔损反应）与完全燃烧相匹配，得 反应式如下：
放热
C+O2CO2完全燃烧姨 高温
C+CO2 2C0碳气化反应碳气化反应因有高温需要， 所以孤立地看也存在补热的热源问题尚待落实。因此 也需要与完全燃烧相匹配，如此，碳气化反应才能发 挥其应有的功效。
注意到前式生成物二氧化碳C02恰是后式反应物其中 的一项，所以完全燃烧与碳气化是耦合关系。这正说明 完全燃烧之于碳气化反应是不可或缺、无可替代的，前者 要为后者提供热源而且是高温热源，还要为后者提供反应 的物质基础：碳气化反应所需要的固体碳"气化剂”。所以 完全燃烧对碳气化反应来说就是“雪中送碳”,是碳气化反 应赖以存在的条件。通过完全燃烧可以积累热效应，从而 提高温度，进而为碳气化反应提供高温热源，这是其一； 完全燃烧的产物二氧化碳co2,虽是非目标但它却是碳气 化反应中固体碳的“气化剂所以碳气化反应要与完全燃 烧反应相匹配而存在、相藕合而有意义。
综上分析，得知利用碳气化反应制取一氧化碳的具体 工艺：低温阶段（通常认为850°C以下）充分利用完全燃