До и после Победы. Книга 1 (СИ)

Или - десульфация, то есть удаление серы. Чтобы ее удалить, в сплав надо ввести оксид кальция - он соединяется с сульфатами железа и марганца, отнимает у них серу и отдает свой кислород - вместо сульфатов получаем оксиды железа и марганца с выделением тепла. А затем эти оксиды восстанавливаются до металла угарным газом, на что тепло уже затрачивается. То же произойдет, если ввести соду, только тепла выделится еще больше. Причем все эти процессы происходят именно в шлаке, то есть в том пространстве, где присутствует оксид кальция. Соответственно, когда очередные молекулы сульфатов железа восстанавливаются до оксидов железа, концентрация сульфата в этой области падает, и туда втягиваются новые порции сульфатов железа - пока хватает еще непрореагировавшего оксида кальция или сульфата железа. А пока получающийся оксид железа не восстановится угарным газом, в этой области присутствует повышенная концентрация этого оксида, который препятствует новым реакциям - его вокруг и так много. Видимо, продукты реакции как бы давят влево, сдвигая равновесие реакции в сторону исходных веществ, и, если с продуктами ничего не делать, реакция так и застынет на одном месте - да, элементы и молекулы будут перебегать справа-налево и обратно, но их соотношение вместится влево.

При дефосфоризации идут несколько иные реакции, в которых оксид железа, наоборот, полезная вещь. Там фосфор реагирует с оксидом железа с образованием свободного железа и оксида фосфора. А потом этот оксид еще раз реагирует уже с другой молекулой оксида железа и образуется фосфат закиси железа. И вот, добравшись до молекул засыпанного в расплав оксида кальция, это вещество реагирует уже с этим оксидом - он вытесняет оксид железа из фосфата - получается фосфат оксида кальция и оксид железа. Соответственно, чем будет выше концентрация оксида железа и оксида кальция - тем эффективнее будет дефосфоризация.

Но это противоречит процессу десульфации, когда оксид кальция задействуется для соединения с серой, а получающийся оксид железа замедляет десульфацию, пока не будет восстановлен угарным газом до металла. Поэтому обычно сначала проводят дефосфоризацию, а потом - десульфацию. То есть набухают оксида кальция, увеличенным дутьем установят окислительную среду, чтобы не восстанавливался оксид железа - его становится больше, то есть его повышенная концентрация препятствует переходу серы от железа к кальцию, т.к. в этой реакции образуется тот же оксид железа, а его и так много - реакция идет гораздо медленнее. Зато этот избыток оксида железа активно окисляет фосфор, затем другие молекулы оксида железа присоединяют получившийся оксид фосфора - и уже затем передают его оксиду кальция. И только и остается что сгрести с поверхности расплава получившийся черный шлак, когда он весь поднимется на верх. Ну а затем уже можно выполнять и десульфацию - набухать того же оксида кальция, но установить восстановительную среду, когда много угарного газа - теперь получающийся оксид железа будет все время восстанавливаться до железа, что не будет препятствовать соединению сульфатов железа с оксидом кальция - получаем уже другой шлак, в котором много серы, а не фосфора.