Γιατί η διαδικασία μείωσης του άνθρακα δεν ισχύει για τα οξείδια μετάλλων όπως το MN και το CR;
1. Υψηλή σταθερότητα οξειδίων: Τα οξείδια του μαγγανίου και του χρωμίου (MNO, Cr₂o₃) είναι πολύ σταθερά και έχουν υψηλά σημεία τήξης. Ο άνθρακας, ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες, στερείται της μειωμένης ισχύος που απαιτείται για να σπάσει αυτούς τους ισχυρούς δεσμούς μεταλλικού-οξυγόνου.
2. Σχηματισμός καρβίδων: Αντί να μειώσουν τα οξείδια, ο άνθρακας αντιδρά με το μαγγάνιο και το χρωμίου για να σχηματίσουν σταθερά καρβίδια (Mn₃c, Cr₃c₂) που είναι δύσκολο να αφαιρεθούν. Αυτά τα καρβίδια δεν είναι επιθυμητά στις περισσότερες εφαρμογές, οδηγώντας σε ένα μολυσμένο μεταλλικό προϊόν.
3. Σχηματισμός πτητικών οξειδίων: Στην περίπτωση του χρωμίου, σε υψηλές θερμοκρασίες, η διαδικασία μείωσης μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό πτητικών οξειδίων χρωμίου (CRO₃). Αυτό δημιουργεί μια σημαντική απώλεια χρωμίου, καθιστώντας τη διαδικασία αναποτελεσματική.
Μέθοδοι εναλλακτικής μείωσης:
Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται εναλλακτικές μέθοδοι μείωσης για τα οξείδια MN και CR:
* Αλουμροθερμική μείωση (διαδικασία θερμίτη): Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας λόγω της υψηλής συγγένειά του για το οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά εξωθερμική και μπορεί να επιτύχει υψηλές θερμοκρασίες, μειώνοντας αποτελεσματικά τα οξείδια στα επιθυμητά μέταλλα.
* Ηλεκτρολυτική μείωση: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση ενός ηλεκτρικού ρεύματος για να διαχωρίσει το μέταλλο από το οξείδιο του σε ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο. Είναι μια πολύ καθαρή και αποτελεσματική διαδικασία, αλλά μπορεί να είναι έντονη ενέργεια.
Συνοπτικά:
Η μείωση του άνθρακα δεν αποτελεί αποτελεσματική μέθοδο για τα οξείδια Μη και CR λόγω της υψηλής σταθερότητας των οξειδίων τους, του σχηματισμού ανεπιθύμητων καρβιδίων και του δυνητικού σχηματισμού πτητικού οξειδίου. Εναλλακτικές μέθοδοι όπως η αλουμροθερμική μείωση ή η ηλεκτρολυτική μείωση χρησιμοποιούνται για αυτά τα μέταλλα.
