Изменение химического состава шлаковых расплавов с помощью восстановительных реакций

В связи с этим большой интерес представляет использование реакций окисления — восстановления для резкого изменения химического состава шлакового расплава. Можно представить себе целый ряд процессов, в которых изменение химического состава достигается восстановлением одного или нескольких окислов, например, до металла, который затем удаляется из расплава.
Из графика следует, что двуокись кремния может быть восстановлена углеродом при температурах выше 1550° С, окись магния — выше 1800° С, окись алюминия — выше 1950° С, а окись кальция — выше 2120° С. Таким образом, для восстановления этих окислов углеродом требуется значительный перегрев шлакового расплава. В то же время нетрудно заметить, что сродство алюминия с кислородом при всех температурах больше, чем у кремния, и поэтому использование алюминия для восстановления Si02 возможно при температурах шлакового расплава без его дополнительного подогрева. При температуре выше 1450°С возможно восстановление алюминием окиси магния.
Реакция восстановления алюминием двуокиси кремния представляет большой интерес, во-первых, потому, что она должна идти с выделением тепла, и, во-вторых, потому, что в результате этой реакции в составе шлакового расплава происходит замена одного из главных окислов (Si02) другим (А1203). Таким образом химический состав шлака изменяется очень резко, что может привести к изменению фазового состава и, следовательно, к изменению свойств получаемого шлакового камня.
В первом случае образуется глинозем и элементарный кремний, во втором -глинозем и газообразная окись кремния SiO.
При восстановлении до элементарного кремния можно одновременно со шлаковым расплавом заданного состава получить второй продукт, содержащий элементарный кремний, например, ферросилиций. Присутствие железа в сфере реакции облегчает ее протекание, поскольку элементарный кремний растворяется, в расплаве железа и, таким образом, быстро выводится из сферы реакции.