还原焙烧（一）

    在一定温度和还原气氛条件下，使含于矿物原料中的金属氧化物转变为相应的低价金属氧化物或金属的过程称为还原焙烧。除汞和银的氧化物在低于400℃的温度条件下于空气中加热可以分解析出金属外，绝大多数金属氧化物不可能用热分解的方法将其还原，只有采用相应的还原剂才能将其还原。金属氧化物的还原可以下式表示：
                       MO+R=M+RO
                △G°=△G°_RO-△G°_MO-△G°_R
    式中  MO——金属氧化物；
          R、RO——还原剂及还原剂氧化物。
    上式可由MO、RO的生成反应合成：

    金属氧化物（MO）能被还原剂（R）还原的必要条件是△G°＜0，即P_o2(RO)＜P_o2(MO),因此，凡是对氧的亲和力比被还原的金属对氧的亲和力大的物质均可作为该金属氧化物的还原剂。图1为不同温度下某些金属氧化物的标准生成自由能变化曲线，从图中曲线可知，在焙烧条件下，多数金属能被氧氧化，其氧化物较稳定，其稳定性随温度的升高而降低，图中曲线位置愈低的金属氧化物愈稳定，愈难被还原剂还原；反之，曲线位置愈高的金属氧化物愈易被还原剂还原。

    还原焙烧时可采用固体还原剂、气体还原剂或液态还原剂。从图1可知，一氧化碳的生成自由能随温度的升高而显著降低，因此，在较高温度条件下，碳可作为许多金属氧化物的还原剂。[next]
    固体碳燃烧时可发生下列反应：
    1）C+O₂=CO₂   △G°₁=-393.76～0.0008T      千焦/摩[尔]
    2）2C+O₂=2CO 
    △G°_S=-223.21-0.175T千焦/摩
    3）2CO+O₂=2CO₂  △G₃°=-564.8+0.173T千焦/摩
    4）CO₂+C=2CO    △G°₄=-170.54-0.174T千焦/摩C-O₂系的△G°-T关系如图2所示，图中曲线（1）、（2）、（3）相交于978K时，CO较CO₂稳定；当温度低于978K时，CO₂较CO稳定。

   生产中常用碳，一氧化碳和氢作还原剂。一氧化碳还原金属氯化物的反应称为间接反应：

   若焙烧过程中金属与其氧化物之间不形成溶液，则一氧化碳还原金属氧化物的平衡常数为：