Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

ис. 11. Зависимость константы равнове-(ии К_р от температуры для реакций восстановления оксидов вольфрама водородом
Лишь при высокой температуре (выше 750 °С), быстром ее подъеме и повышенной влажности обра­зуется WО_2,72 и процесс становится четырехстадийным.
Практика восстановления
Восстановление триоксида вольфрама водородом ведут в многотрубчатых печах или трубчатых вращающихся печах.
Применение многотрубчатых печей с трубами из стали 20Х23Н18 небольшого диаметра (60 - 75 мм) обусловливается необходимостью иметь тонкий слой порошка в лодочке в це­лях ускорения диффузии газов, обеспечения высокой линей­ной скорости водорода и быстрого удаления из реакционного пространства паров воды. В одном кожухе, футерованном ог­неупорным кирпичом, монтируется 9-12 стальных труб дли­ной 5 - 7 м, обогреваемых электронагревателями из нихро-мовой проволоки (рис.12). Печи имеют несколько температу­рных зон, общая длина которых 4 м. Вдоль труб печи с по­мощью механических толкателей перемещаются лодочки с вос­станавливаемыми оксидами. Разгрузочные концы труб снабже­ны холодильниками. Водород поступает с разгрузочной сто­роны трубы и проходит противоточно движению лодочек. От­работанный водород, содержащий пары воды, собирается в коллекторе, проходит через регенерационную установку (где удаляется влага) и затем возвращается в печь вместе со свежим водородом.


Восстановление триоксида молибдена водородом
При восстановлении триоксида молибдена водородом от­четливо выявляются только две стадии восстановления:
MoO₃+H₂↔MoO₂+H₂O; (1.54)
MoO₂+2H₂↔Mo+2H₂O. (1.55)
Реакция (1.54) - экзотермическая (∆H^o₂₉₈=−84кДж/моль), реакция (1.55) - эндотермическая (∆H^o₂₉₈= +105,1 кДж/моль).
Ниже приведены значения констант равновесия для двух стадий восстановления (К_р = р_{н 0}/ р_н ):
^{2 2}


В соответствии с высокими значениями К_р первую стадию восстановления проводят при низких температурах (450 -550 °С). Вторую стадию вследствии низких значений К_р ве­дут при высоких температурах (900 - 1100 °С) остроосушен­ным водородом. Востановление триоксида молибдена в произ­водственной практике ведут в две или три стадии. Первую стадию (МоО₃ →МоО₂) осуществляют при подъеме температуры вдоль трубы печи, в которой продвигаются лодочки, от 450 до 650 °С, причем образование МоО₂ должно в основном за­кончиться до достижения 550 °С, так как промежуточные ок­сиды образуют с МоО₃ легкоплавкую эвтектику при 550 -600 °С.
На второй стадии восстановления (МоО₂ →Мо) температу­ра вдоль труб печи изменяется от 650 до 950 °С, причем используется хорошо осушенный водород с точкой росы (-40) ÷ (-50 °С). Скорость продвижки лодочек на второй стадии примерно в 2 - 2,5 раза ниже, чем на первой, а расход во­дорода в 1,5 - 2 раза выше. После второго восстановления порошки молибдена еще содержат 0,5 - 1,5 % кислорода.
Для снижения содержания кислорода иногда проводят до­полнительное третье восстановление при 1000 - 1100 °С.
Первую и вторую стадию восстановления МоО₃ ведут в многотрубных печах, описанных выше. Для первой стадии восстановления используют также барабанные печи непрерыв­ного действия. Третью стадию восстановления, вследствие высокой температуры процесса, проводят в трубчатых печах с герметизированным кожухом, заполненным водородом для защиты трубы и нагревателей от окисления. Порошки молибдена после третьего восстановления содер­жат 0,25 - 0,3 % кислорода и имеют следующий средний гра­нулометрический состав:
Размер зерна, мкм …….. < 0,6 0,6-1,2 1,6-1,8 1,8-2,4
Доля фракции, %..............40-60 20-30 10-20 1-3
Средний размер частиц молибденовых порошков (0,5 - 2 мкм) меньше, чем частиц вольфрамовых порошков, что объяс­няется низкой температурой первой стадии восстановления.