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碳化铁

概述 理化性质 化学成分 制备方法 用途

CAS号:12011-67-5
英文名称:triiron carbide
英文同义词:Fe3C;Cementite;Iron carbide;triiron carbide;Iron carbide(Fe3C);Triiron monocarbide;Iron carbide iron carbide (fe3c)
中文名称:碳化铁
中文同义词:碳化铁
CBNumber:CB9890673
分子式:CFe3
分子量:0
MOL File:Mol file
碳化铁化学性质
安全信息

碳化铁 性质、用途与生产工艺

概述
碳化铁,又称渗碳体,具有高化学稳定性、不自燃、对二次氧化不敏感、自身的硫、磷等有害杂质含量低等优点,同时作为一种新型的直接还原产品,不但具备直接还原铁 (DRI)的特点, 而且在产品存储 、冶炼和环保等方面具有 DRI不可比拟的优点,和高炉炼铁相比,其生产减少了烧结、焦化等过程的投资和环境污染,因此,在电弧炉、转炉和钢包等方面得到了广泛的应用,同时还可以作为催化剂应用于石油化工、汽车尾气处理等领域。
理化性质
灰色立方系晶体。熔点1837℃,相对密度7.694。莫氏硬度为6、烧结碳化铁的维氏硬度950公斤/毫米2。不溶于冷、热水和稀酸,溶于热浓盐酸,生成氢气、甲烷、乙烷、乙烯和其他较复杂烃类的混合物及游离碳。不与干燥空气作用。在潮湿空气中氧化生成氧化铁和碳。
化学成分
其主要成分为Fe3C,其余为脉石和铁氧化物。碳化铁的成分如表1所示。
碳化铁的成分/%
表1为碳化铁的成分
制备方法
生产碳化铁的基本原理是将铁矿石 ( Fe2O3)送进具有一定温度、压力的流化床反应器中,通入预热的工业气体 (含CO、CO2、CH4、H2和H2O蒸气 )与其发生反应 ,生成碳化铁。 其化学反应式为:
3Fe2O3+ 5H2+ 2C H4= 2Fe3 C+ 9H2O 碳化铁的生产工艺流程
图2为碳化铁的生产工艺流程
按还原铁矿所用气体种类可将生产碳化铁的工艺分为 CH4-H2、 CO-H2和 CO-CO2-H2三个系列。
(1)CH4-H2系
在固定床和流化床内,在 923~ 1223 K的温度 下, 通 以3. 33×10- 5m3/s流速的 CH4-H2 系混合气体,其中H4 /H2 的比值为 40/60、温度 1023K。在这种条件下,绝大部分还原铁在 30min内都转变成碳化铁(Fe3C)。
(2)CO-H2系
在常压下利用低硫 CO-H2混合气体在内径 22 mm的流化床内还原粒度为 0.15~0. 21 m m的铁矿石,成功得到了碳化铁。
(3)CO-CO2 -H2系
将20g矿石装入钥制吊篮置于反应炉中,在N2气氛下升温至预定温度后恒温。根据所需配比将H2,CO和CO2按体积流量混合均匀,洗气后通过 CO,CO2 FG A-016C 红外分析仪确定还原气体成分无误,当矿石 恒重后,以流量1.0 L/m in 的还 原气体代替氮气通入反应炉即得。
用途
1.为钢铁的重要组分,同时可以做炼钢过程中的增碳剂和冷却剂。
2.作为催化剂广泛应用于石油化工、汽车尾气处理等领域。
有关碳化铁的概述、理化性质、用途、制备方法等是由Chemicalbook的丁红编辑整理。(2015-11-23)
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