Диаграммы парциальных давлений системы Са-О-С

Аннотация

В работе представлены результаты термодинамического анализа системы Ca–O–C, проведённого с использованием диаграмм парциальных давлений, процесса получения карбида кальция из фосфатно-кремнистого сырья. Применительно к химическим равновесиям между конденсированной (Ca, CaO, CaC₂) и газовой (CO и CO₂) фазами в температурном интервале 1600–2100°С. Построены плоскостные и объёмные диаграммы парциальных давлений, отражающие условия образования карбида кальция как напрямую из CaO, так и через стадию образования металлического кальция. Найдена точка и линия инвариантного равновесия, описывающая взаимодействие трёх конденсированных и двух газообразных фаз. Установлено, что на область устойчивости карбида кальция влияет температура и отношение парциальных давлений CO₂/Co. Так увеличение значения lgР_CO уменьшает lgР_СО2/lgР_CO, что приводит к образованию СаО. При уменьшении отрицательного значения lgР_CO, отношение lgР_СО2/lgР_CO увеличивается, что способствует образованию СаС₂. Получено уравнение, описывающее влияние отношения парциальных давлений на температуру инвариантного равновесия. Полученные результаты позволяют оптимизировать условия высокотемпературного синтеза карбида кальция и расширяют теоретические основы термической переработки кальцийсодержащего (в том числе фосфатного) сырья.