Giáo trình Lý thuyết các quá trình luyện kim - Chương 3 doc

3-7- Hoàn nguyên bằng phương pháp nhiệt kim
3.7.1. Khái niệm chung
Phương pháp hoàn nguyên nhiệt kim. được ứng dụng rộng rãi để sản xuất những kim loại và
hợp kim không chứa cacbon, đặc điểm chủ yếu của phương pháp này là:
- Về thực chất nó là một quá trình hỏa luyện và cũng dựa trên lí thuyết chung của quá trình
hoàn nguyên.
- Quá trình nhiệt kim thường tỏa nhiệt và lượng nhiệt tỏa ra rất lớn, nhiều khi đủ để tự duy
trì quá trình. Ví dụ khi dùng Al làm chất hoàn nguyên có thể lợi dụng nhiệt phát ra của phản ứng.
2Al


322
2
3
OAlO 

2
0
248
/1670 molOKJH 

Nếu so sánh với phản ứng cháy cacbon:
C + O
2
= CO
2

2
0
248
/394 molOKJH 

Ta thấy lượng nhiệt phát ra của phản ứng cháy Al gấp 4 lần lượng nhiệt phát ra của phản
ứng cháy C.
- Do dùng kim loại làm chất hoàn nguyên và không dùng cacbon (hoặc hợp chất chứa C)
làm nhiên liệu nên sản phẩm không bị cacbon hóa và tránh được tác dụng của hơi kim loại với khí
CO (trong sản xuất kim loại kiềm thổ, nhiệt độ quá trình lớn hơn nhiệt độ sôi của kim loại, nên kim
loại sinh ra dưới dạng hơi).
- Quá trình nhiệt kim có thể tiến hành trong lò luyện kim như lò điện hoặc tiến hành ở ngoài
lò bằng các thiết bị đặc biệt.
Hoàn nguyên nhiệt kim của một số kim loại nào đấy có thể thực hiện được nhờ một kim loại
khác khó hoàn nguyên hơn vì thế thường là kim loại quý, đắt, do đó giá thành sàn phẩm cao. Vì
nguyên nhân này mà phương pháp nhiệt kim ít được ứng dụng, nó chỉ dùng để luyện một số kim
loại khó hoàn nguyên và không chứa cacbon như Cr, Mn, W, Mo, Zb, Ti v.v Cũng có khi đùng để
sản xuất Fe không chứa cacbon từ quặng.
3.7.2. Cơ sở lí luận
Trong phương pháp nhiệt kim, chất hoàn nguyên là các kim loại khác hoặc hợp kim của
chúng. Như vậy vấn đề đặt ra là đối với từng công nghệ cụ thể ta phải chọn cho được chất hoàn
nguyên. Muốn vậy phải dựa vào khả năng và mức độ hoàn nguyên của các kim loại. Khi đã xác
định được chất hoàn nguyên rồi ta cần phải tính đến hiệu ứng nhiệt của phản ứng, từ đó xác định
phối liệu và nguồn nhiệt bên ngoài đưa vào để duy trì phản ứng nung nóng mẻ liệu và nấu chảy
chúng. Nghĩa là khi khảo sát một quá trình nhiệt kim cụ thể chúng ta phải xét đến các điều kiện
nhiệt động học và nhiệt học (cân bằng nhiệt) của các quá trình.
1. Điều kiện về nhiệt học
Phản ứng tổng quát mô tả qúa trình nhiệt kim
Me
1
O

+ Me
2

= Me
1
+ Me
2
O
Như phần lí luận chung đã nêu, để phản ứng nhiệt kim xảy ra theo chiều thuận thì ái lực hóa
học của chất hoàn nguyên Me
2
với oxy phải lớn hơn kim loại Me
1
của oxit kim loại với oxy – Tức
là:

00
12
OMeOMe
GG 

Trong thực tế khi chọn chất hoàn nguyên cho một kim loại nào đó ta phải dựa vào đồ thị
Elingam biểu diễn quan hệ giữa G
0
= f(T) của các phản ứng tạo thành các oxit kim loại (hình 2-
1).
Trên đồ thị ta thấy những kim loại nào có đường G
0
= f(T) nằm dưới thì đều có thể hoàn
nguyên được các kim loại có đường G
0
nằm trên nó. Ví dụ, có thể dùng Al làm chất hoàn nguyên
cho các kim loại Mn, Ni, Cu v.v Tất cả các quy luật được nêu trên giản đồ G

0
= f(T) là xét đối
với oxit ở dạng nguyên chất, không hình thành dung dịch. Nhưng trong thực tế của quá trình nhiệt
kim các chất phản ứng có thể thay đổi tính chất nhiệt động của nó do sự biến đổi phụ như: Sự nóng
chảy, sự bay hơi, sự hòa tan lẫn nhau, để tạo thành dung dịch…v.v cho nên vị trí của đường G
0
=
f(T) có sự thay đổi. Vậy cần đánh giá toàn diện các ảnh hưởng trên tới nhiệt động của các oxit kim
loại, từ đó rút ra kết luận chính xác về khả năng xảy ra các phản ứng hoàn nguyên. Xuất phát từ yêu
cầu đó người ta đã nêu lên giá trị về thế hóa oxy của oxit kim loại kí hiệu 
O
.
Thế hóa oxy của oxit được biểu diễn:


 G
a
a
RTG
MeO
Me
O
MeOO
2
][
2
][
ln

(3-42)

Trong đó: G
O
MeO
– là biến thiên thế đẳng áp khi không có ảnh hưởng trên


G - Đặc
trưng cho sự biến đổi pha.
Điều kiện tiến hành quá trình nhiệt kim loại đối với các oxit kim loại xét theo thế hóa oxy
cũng tương tự như khi xét với biến thiên thể đẳng áp.
)()(
12
OMeOOMeo



Vậy:


),(
2
)(
2
)(
0
)(),(
2
)(
2
)(

)(
22
2
2
211
1
1
1
lnln
OMeMe
OMe
Me
OMeOMeMe
OMe
Me
O
OMe
G
a
a
RTGG
a
a
RTG

Từ (3-43) dễ dàng thấy muốn tăng có hiệu quả phản ứng hoàn nguyên phải tăng giá trị của
vế trái và giảm giá trị của vế phải.
Biện pháp tăng
)(
1

OMeO


- Tăng độ hòa tan của Me
l
vào trong dung môi kim loại và giảm hoạt độ của Me
l
trong dung
địch đó (
OMe
a
1
< 1).
Trong suốt quá trình luôn luôn điều khiển sao cho hoạt độ của Me
2
O lớn nhất, tức là cố gắng
giảm quá trình tạo thành dung môi oxit
.1
2
OMe
a

- Chuyển Me
1
vừa mới được hoàn nguyên vào trạng thái lỏng và tốt nhất là chuyển nó vào
thể hơi.
Biện pháp giảm
)(
2
OMeO



Dùng chất hoàn nguyên ở dạng nguyên chất.
- Giảm hoạt độ của Me
2
O bằng cách làm loãng Me
2
O khi cho thêm trợ dung vào
)1(
2

OMe
a

- Làm nóng chảy Me
2
O vừa tạo ra và chuyển nó ngay vào xỉ.
2) Điều kiện nhiệt học .
Một thông số quan trọng của quá trình nhiệt kim là số lượng nhiệt thoát ra tính cho một đơn
vị khối lượng chất phản ứng. Thông số này gọi là "độ nhiệt của liệu'.
Theo phản ứng trên thì độ nhiệt của liệu "tính theo công thức:
Q = - H
0
298
= -(
0
)(298
0
)(298
12

OMeOMe
HH 
)
Ví dụ:

322
3
2
4
3
OAlOAL 
H
0
298
= - 1113KJ/molO
2

522
5
2
3
4
OVOV 
H
0
298
= - 611KJ/molO
2
Như vậy “độ nhiệt liệu” khi dùng Al để hoàn nguyên V
2

O
5
theo phản ứng:

0
2983252
3
2
5
4
3
4
5
2
HOAlVAlOV 
Q =
2
0
298
/5026111113 molOKJH 

Khi nhiệt độ lớn có thể tiến hành hoàn nguyên theo phương pháp ngoài lò, nhưng để cho
phản ứng nhiệt kim xẩy ra được thì lúc đầu phối liệu phải có nhiệt độ đủ cao.Vì vậy người ta phải
cho thêm vào mẻ liệu một lượng nhất định hỗn hợp phát nhiệt (hay còn gọi là hỗn hợp cháy) gồm
các chất oxy hóa mạnh như KClO
3
,NaNO
3
, Cr
2

O
3
, Fe
2
O
3
v.v hay Mg.
Phải xác định một cách chính xác lượng hỗn hợp cháy cho thêm vào mẻ liệu, nếu hỗn hợp
cháy vào ít quá thì không kích thích được phản ứng nhiệt kim xẩy ra. Ngược lại sẽ xẩy ra lượng
nhiệt quá lớn, làm cho phản ứng xẩy ra mãnh liệt, có khi gây ra sự nổ. Phải dựa vào điều kiện cân
bằng nhiệt mà xác định lượng hỗn hợp cháy, ở đây nhiệt thu bao gồm hiệu ứng của mẻ liệu và của
hỗn hợp cháy, còn nhiệt chi bao gồm nhiệt cần thiết để nâng cao nhiệt độ của mẻ liệu lên nhiệt độ
xẩy ra phản ứng, nhiệt giữa các thành phần mẻ liệu ở trạng thái vật lí mong muốn và nhiệt dung đế
bù vào tổn hao nhiệt cho quá trình (nhiệt tổn thất thông thường không lớn hơn 20% nhiệt dư, ở đây
ta lấy khoảng 20%). Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau:
q = - (H
pứng
.
hhhhbđsshhhh
mCttmCmHm .)([20,1).
11
 (t
s
- t
hhđ
)]
ghh
K
KJ
(3-44)

Trong đó : q - độ nhiệt của liệu
H
fứng
- hiệu ứng nhiệt của phản ứng hoàn nguyên
H
hh
- hiệu ứng nhiệt của phản ứng oxy hóa của hỗn hợp cháy.
m
1
và m
hh
- Khối lượng của liệu và khối lượng của hỗn hợp cháy (với tổng của chúng bằng
m
1
+ m
hh
= 1kg).
Cs và C
hh
- Tỉ nhiệt của sản phẩm và của hỗn hợp cháy, KJ/kg.
o
K
t
s’
t
bđ’
t
hhđ
- Nhiệt độ của sản phẩm, nhiệt độ ban đầu của mẻ liệu và của chất cháy.
Tùy theo chất hoàn nguyên và kim loại được hoàn nguyên mà mỗi công nghệ nhiệt kim cụ

thể sẽ yêu cầu một nhiệt độ phản ứng nhất định. Ví dụ khi dùng Al làm chất hoàn nguyên thì nhiệt
độ của các quá trình đối với các oxit được hoàn nguyên khác nhau như sau:
V
2
O
5
: 2855
o
K, Cr
2
O
3
: 2113
o
K, Nb
2
O
5
: 1908
o
K
WO
2
: 1919
o
K
3.7.3. Một số phương pháp nhiệt kim.
Người ta phân chia các công nghệ nhiệt kim theo kim loại làm chất hoàn nguyên. Sau đây là
một vài phương pháp nhiệt kim thường gặp.
1. Phương pháp nhiệt nhôm.

Nhiệt nhôm là phương pháp dùng nhôm để hoàn nguyên các kim loại khác. Nó thường dùng
để sản xuất các hợp kim FeTi, FeZr, FeCr. Các loại oxit đem dùng yêu cầu có độ sạch cao. Ví dụ
khi sản xuất hợp kim Cr - Al, hàm lượng SiO
2
trong tinh quặng Cr phải nhỏ hơn 0,6%. Để sản xuất
các kim loại có độ sạch cao như Cr, V và một số hợp kim không có sắt như Cr-Ti, Cr-V hoặc hợp
kim của Bo khi năng lượng tự do của oxit nhôm và các oxit khác được hoàn nguyên chênh lệch
nhau nhiều thì phản ứng hoàn nguyên xẩy ra mãnh liệt, không cần cung cấp nhiệt bên ngoài.
Zemtrunưi đã nêu lên rằng nhiệt lượng của phương pháp hoàn nguyên nhiệt nhôm không được nhỏ
hơn 2301J/gliệu (đối với oxit khó hoàn nguyên hay kim loại khó chảy thì yêu cầu nhiệt lượng phát
lớn hơn.). Nếu nhiệt lượng tỏa ra nhỏ hơn trị số này thì phải thêm nhiệt bên ngoài vào, hay trong mẻ
liệu phải trộn thêm oxit dễ hoàn nguyên như Fe
2
O
3
(khi Fe
2
O
3
hoàn nguyên sẽ phát ra nhiều nhiệt
đề bổ sung thêm nhiệt lượng cho quá trình).
Nếu nhiệt tỏa ra lớn hơn thì phản ứng xảy ra mãnh liệt không thể khống chế được Thậm chí
có thể gây ra nổ. Ví dụ hoàn nguyên oxit Mangan
(1) MnO
2
+
32
3
2
3

4
OAlMnAl 
H
0
298(1)
= -582427J/gliệu
(2)
3242
3
2
2
3
3
4
2
1
OAlMnAlOMn  H
0
298(2)
= -393097J/gliệu
(3) 2MnO +
32
3
2
2
3
4
OAlMnAl 
H
0

298(3)
= -309623J/gliệu
Nếu bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra trong 3 phần ứng
trên sẽ là:
q =


M
H
0
298

M - Tổng trọng lượng của các chất ban đầu trong các phản ứng trên
Vậy:

9,122
582427
9,122
139200
)1(
q 4739J/gliệu

9,109
393077
9,150
93950
)2(
q 2605J/gliệu

8,177

309623
8,177
74000
)3(
q 1741J/gliệu
Từ kết quà tính toán trên chúng ta nhận thấy rằng phản ứng (2) là thích hợp nhất, phản ứng
(l) tiến hành qua mãnh liệt, còn phản ứng (3) tiến hành phát nhiệt yếu, cho nên phải thêm nhiệt từ
bên ngoài vào để duy trì phản ứng.
Phương pháp nhiệt nhôm được ứng dụng rộng rãi để sinh xuất FeV, FeTi. Khi trộn riêng biệt
V
2
O
5
và V
2
O
3
hay TiO
2
với Fe
2
O
3
hay Fe
3
O
4
và dùng Al làm chất hoàn nguyên thì nhiệt tỏa ra đủ
để cho phản ứng tự tiến hành, không cần thêm nhiệt bên ngoài.
2) Phương pháp nhiệt Silic

Silic là chất hoàn nguyên yếu hơn Al, để nâng cao khả năng hoàn nguyên của nó đối với các
oxit có độ bền cao, người ta áp đụng một số biện pháp kĩ thuật sau: Cho nhiệt thêm từ ngoài, trộn
thêm các oxit để hoàn nguyên, cho thêm chất trợ dung và luyện trong chân không.
Ví dụ, dùng Si để hoàn nguyên V.

252
.2
5
4
2
5
2
SiOCaOVCaOSiOV 

G
0
= -112870 + 17,97T(J)
Ở nhiệt độ luyện kim, năng lượng tự do tính theo phương trình trên có giá âm khá lớn, như
thế Silic có thể hoàn nguyên được V.
3) Phương pháp nhiệt Al Si.
Để giải quyết mâu thuẫn giữa hoạt tính và giá thành của chất hoàn nguyên trong thực tế
người ta thường dùng hỗn hợp hai kim loại có hoạt tính cao nhưng đắt tiền như Al và kim loại có
hoạt tính yếu hơn nhưng lại rẻ như Si. Hỗn hợp dùng trôi phương pháp Al-Si có thành phần: 20 
50,5%Si, 10  20% Al.
Giá thành của hỗn hợp này không cao hơn FeSi, nhưng hoạt tính lại tốt hơn. Vì vậy loại hỗn hợp
này được dùng rộng rãi để hoàn nguyên nhiều loại oxit khác nhau, có khi dùng để sản xuất sắt không chứa
cacbon từ quặng sắt.
3-8. Hoàn nguyên kim loại từ sulfua
Một số kim loại - nhất là kim loại màu sản xuất tử quặng sulfua. Mặc dầu hoàn nguyên trực
tiếp từ quặng sulfua chưa được áp dụng rộng rãi trong thực tế, nhưng ý nghĩa lớn đối với quá trình

luyện kim màu.
Chất hoàn nguyên có thể là H
2
,CH
4
,CaC
2
ở nhiệt độ 1420
0
K. Phản ứng có dạng
MeS + H
2
= Me + H
2
S
MeS + CH
4
= Me + C + H
2
+ H
2
S
Ví dụ:
FeS + H
2
= Fe + H
2
S
PbS + CH
4

= Pb + C + H
2
+ H
2
S
Quá trình sẽ phát triển mạnh nếu đùng CaO hấp phụ H
2
S.
Hoàn nguyên bằng CaC
2
theo sơ đồ:
MeS + CaC
2
= Me + CaS + 2C
Thực nghiệm chi rằng, các sulfua chì, kẽm dễ hoàn nguyên nhất rồi đến sulfua đồng, sắt. Ở
nhiệt độ 1473 – 1573
0
K

có thề đùng C, CO để hoàn nguyên các sulfua kim loại và các oxit kim loại
hòa tan trong sulfua kim loại lỏng đang được sử dụng để kim loại hóa Sten làm nghèo xỉ hoặc khử
kẽm trong Sten động khi xử lí trong Cu-Zn. Phản ứng hoàn nguyên cũng có thể để khử S trong kim
loại bột.
Trong tinh quặng chì - ở dạng PbS có chứa một số sulfua khác như Cu
2
S, FeS
2
, ZnS, Ag
2
S,

Sb
2
S
3
v.v Đầu tiên tinh quặng này được thiêu trong hỗn hợp chứa SiO
2
Phản ứng :
PbS +
2222
.
2
3
SOnSiOPbOnSiOO 

4FeS
2
+
223222
8.2
2
26
SOSiOFeOOFeSiOO 

(Zn, Sb, Bi, Cu) S +


2222
.
2
3

SOnSiOMeOnSiOO

Quặng thiêu kết này cho vào lò đứng hoàn nguyên.
Hoàn nguyên oxit Pb yêu cầu nhiệt độ không cao làm và xỉ của nó cũng dễ chảy. Chiều cao
lò 7- 8m, chiều cao này thấp hơn lò cao khoảng 4 lần.
Sản phẩm hoàn nguyên chì và xỉ, chất hoàn nguyên là than cốc. Chì sắt và một số kim loại
khác được hoàn nguyên bằng CO theo phản ứng:
PbO + CO = Pb + CO
nPbO. mSiO
2
+ CO  nPb + mSiO
2
+ CO
2

3Fe
2
O
3
+ CO = 2Fe
3
O
4
+ CO
2Fe
3
O
4
+ 2CO = 6FeO + 2CO
2

Hoàn nguyên FeO, Fe
2
O
3
yêu cầu hàm lượng trong hỗn hợp khí thấp. Fe
3
O
4
hoàn nguyên
đến FeO cũng theo ti số hàm lượng CO trong hỗn hợp khỉ thấp.
FeO được hoàn nguyên đến Fe khó khăn hơn nhiều. Bằng cách như vậy để hoàn nguyên oxit
chì và Fe
2
O
3
đến FeO. Thành phần pha khí ở vùng giữa Fe
3
O
4
và FeO. PbO hoàn nguyên từ silicat
và xỉ, theo phản ứng:
(PbO)
xi
+ CO = [P
b
] + CO
2

K =

)(
][
.
.
2
PbOCO
PbCO
aP
aP

Từ đó ta có:

)(
2
.
][
PbO
ak
a
P
P
Pb
CO
CO


Do đó, hoạt độ của PbO trong xỉ càng thấp thì tỉ số
2
CO
CO

P
P
càng lớn và có nghĩa là càng khó
hoàn nguyên PbO trong xỉ.
Đường cống cân bằng hoàn nguyên PbO từ xỉ ở trên giản đồ bình 3.20 càng cao thì hàm
lượng PbO trong xỉ càng thấp (đường nét đứt), nhưng để tránh hoàn nguyên sắt từ xỉ nồng độ CO
trong pha khí không nên nâng cao trên đường cong cân bằng để hoàn nguyên FeO hay (FeO) xỉ. Tỉ
số CO và CO
2
trong khí có thể điều chinh bằng ba khả năng:

- Thay đổi lượng không khí phù hợp với lượng than kốc trong mẻ liệu
- Thay đồi lượng than kốc trong mẻ liệu.
- Thay đổi độ cục than kốc
- Đồng hoàn nguyên dễ hơn chì, bởi vì ái lực hóa học của đồng với oxy thấp hơn so với chì.
3.9. Hoàn nguyên oxit kim loại từ xỉ
3.9. 1. Hoàn nguyên oxit sắt.
Trong lò cao, oxit sắt hóa trị cao được hoàn nguyên đến FeO, FeO cùng với SiO
2
và Al
2
O
3

tạo thành Silicat sắt và Aluminat sắt hình thành trong xỉ. Sắt được hoàn nguyên từ Silicat hay
Aluminat ở nhiệt độ cao. Sự hoàn nguyên sắt từ silicat bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn phân hóa
silicat và sự hoàn nguyên trực tiếp oxit sắt (FeO) do Silicat sắt phân hóa. Như vậy trong xỉ, sắt chỉ
có thể được hoàn nguyên trực tiếp từ silicat ở nhiệt độ cao (3-45). Quá trình hoàn nguyên được mô
tả như sau:
(FeO)

2
SiO
2
 2FeO + SiO
2
-47280KJ
2FeO + 2CO  2Fe + 2CO
2
27197KJ
2CO
2
+ 2C  4CO -331380KJ
(FeO)
2
SiO
2
+ 2C  2Fe + SiO
2
+ 2CO -351463KJ
Vậy phản ứng hoàn nguyên trực tiếp silicat sắt là phản ứng thu nhiệt và lượng nhiệt lớn hơn
phản ứng hoàn nguyên trực tiếp FeO tự do. Như vậy rõ ràng sự hoàn nguyên trực tiếp FeO tự do
xảy ra dễ dàng hơn sự hoàn nguyên trực tiếp FeO trong silicat sắt
Hoàn nguyên trực tiếp silicat sắt từ lò cao khi có mặt của CaO và MgO thuận lợi. Quá trình
hoàn nguyên được biểu diễn bởi phản ứng sau (3 46).
(FeO)
2
SiO
2
+ 2CaO + 2C  2Fe + (CaO)
2

SiO
2
+ 2CO - 196569KJ (3-46)
Hàm lượng CaO trong xỉ càng cao thì mức độ hoàn nguyên sllicát sắt bằng CO càng tăng
(hình 3-21) (ở pha rắn cũng như ỏ pha lỏng).

Hoàn nguyên Silicát sắt trong xỉ lỏng có điều kiện thuận lợi hơn so với trạng thái rắn, vì sự
tiếp xúc giữa nó với chất hoàn nguyên tốt hơn.
3.9.2. Hoàn nguyên oxit Mangan
Cũng như oxit sắt, sự hoàn nguyên MnO ở dạng tự do dễ dàng hơn ở dạng MnO trong
Silicat. Cũng như silicat sắt khi có mặt CaO, hoàn nguyên silicat – mangan thuận lợi hơn (3-47),
(43-48). Phản ửng:
MnO.SiO
2
+ 2CaO + C = (CaO)
2
SiO
2
+ Mn + CO (3-47)
hay :
(MnO)
2
SiO
2
+ CaO + 2C = CaO.SiO
2
+ 2Mn + 2CO (3-48)
Như vậy rõ ràng rằng, độ kiềm có ảnh hưởng đến sự hoàn nguyên MnO. Độ kiềm càng tăng thì
mức độ hoàn nguyên MnO càng tăng lên (hình 3.22).

0
,
5
1
,
0
1
,
5

Nhưng có một giá trị độ kiềm thích hợp (RO = 1,2  l,3) thì mức độ hoàn nguyên MnO là
lớn nhất. Bởi vì độ kiềm cao quá làm cho độ sệt của xỉ tăng lên và làm giảm mức độ hoàn nguyên.
Trong lò cao, Mn được hoàn nguyên không thể hoàn toàn vào gang (đạt từ 30 - 70%). Còn
sắt hầu như được hoàn nguyên hoàn toàn vào gang, vì MnO bền hơn FeO mặt khác MnO có tính
Bazơ cao hơn FeO. Có nghĩa là MnO liên kết với SiO
2
mạnh hơn FeO liên kết với SiO
2
.
Một đặc điểm khác của sự hoàn nguyên oxit Mn với sự hoàn nguyên oxit Fe là Mn được
hoàn nguyên có thể bay hơi và đi vào pha khí. Điều này có thể nhận được khi luyện Fe trong lò cao.
Khí cổ lò có chứa hơi Mn.
Sự hoàn nguyên oxit Mn trong xỉ phụ thuộc nồng độ của nó trong xỉ. Ban đầu khi hàm
lượng MnO cao, quá trình hoàn nguyên tiến hành rất mạnh, sau đó giảm xuống và chậm dần (hình 3
-23).
Hoàn nguyên oxit Mn còn phụ thuộc vào hàm lượng Mn trong kim loại (Fe). Nếu như nồng
độ Mn trong kimm loại lớn thì quá trình hoàn nguyên MnO bị chậm lại.
3.9.3. Hoàn nguyên oxit Vatnadi, oxit Crôm
Hoàn nguyên oxit Vanadi từ xỉ lỏng lò cao cung tương tự như hoàn nguyên oxit Mn.
Oxit Vanađi tồn tại dưới 5 dạng: V

2
O
5
, V
2
O
4
,V
2
O
3
,VO, V
2
O. Hai oxit đầu có tính axit yếu,
còn ba oxit sau có tính bazơ. Hai oxit đầu dễ hoàn nguyên bằng CO và H
2
giống như hoàn nguyên
oxit Mn hóa trị cao. Còn ba oxit sau chỉ hoàn nguyên được bằng cacbon ở nhiệt độ cao hơn
1473
o
K. Cũng như MnO, độ kiềm càng cao thì càng thuận lợi cho quá trình hoàn nguyên VO vì VO
là oxit bazơ.
Hoàn nguyên oxit Crôm cũng giống như hoàn nguyên oxit Mangan và oxit Vanadi. Crôm
được hoàn nguyên từ xỉ bằng cacbon ở nhiệt độ cao. Độ kiềm càng cao càng thuận lợi cho quá trình
hoàn nguyên. Fero Crôm để làm hợp kim hóa thép có thể sản xuất trong lò cao hoặc lò điện.