Resumen

_​El artículo presenta los resultados de la investigación sobre la interacción del fosfato tricálcico con los productos de la reducción carbotérmica del óxido de silicio (SiO_g, SiC, siliciuros de hierro). La investigación se llevó a cabo mediante modelado termodinámico por ordenador utilizando el paquete de software HSC-6.0. Se estableció que el SiO_g, el Si y el SiC son altamente reactivos frente al fosfato tricálcico a temperaturas relativamente bajas. Se comprobó que, según el grado de formación de fósforo gaseoso a partir de Ca₃ (PO₄)₂, los agentes reductores que contienen silicio forman una serie decreciente: (SiO_g, Si)>SiC>FeSi₂>FeSi.

INTRODUCCIÓN

En la producción de fundición en alto horno, el fósforo, suministrado con la carga en forma de fosfatos de calcio y de hierro, se reduce y pasa casi completamente a la fundición [1, 2]. Sin embargo, en determinadas condiciones, el grado de transición del fósforo de la carga a la fundición puede ser menor y asciende al 90-94 % [3,4]. Se considera que los agentes reductores del fósforo de los fosfatos son el carbono, el hidrógeno y el CO [1, 5]. Esta afirmación no es del todo correcta, ya que se hizo sin tener en cuenta el efecto de los productos de reducción del SiO₂. La reducción de SiO₂ en un alto horno puede ser del 5-26 %, dependiendo del tipo de fundición producida [1, 2].

Según [6], los productos de la reducción del SiO₂ son Si, SiOg , SiC, y en presencia de hierro también FeSi, FeSi₂ , Fe₃ Si, Fe₅ Si₃ . La reducción conjunta de Ca₃ (PO₄ )₂ y SiO₂ presenta características específicas. Así, los trabajos de Konevsky [7] encontraron que en el sistema Ca₃ (PO₄ )₂ - SiO₂ - C a una temperatura de 1 400-1 500 °C la velocidad de reducción del Ca₃ (PO₄ )₂ es diez veces superior a la velocidad de reducción del SiO₂ , y a una temperatura de 1 700 °C estas velocidades casi se nivelan. Además, el silicio resultante es capaz de reducir el Ca₃ (PO₄ )₂ con la formación de fósforo gaseoso. Sin embargo, no existe información sobre la capacidad de reducción comparativa de los productos de reducción de SiO₂ con respecto al fosfato tricálcico. En este trabajo se presentan los resultados de los estudios de la interacción en equilibrio de Ca₃ (PO₄ )₂ con Si, SiOg , SiC, FeSi₂ , y Fe₃ Si.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio de la interacción del fosfato tricálcico con los productos de la reducción carbotérmica de la sílice se llevó a cabo utilizando el paquete de software HSC-6.0 desarrollado por la empresa metalúrgica finlandesa Outokumpu [8].

En la primera etapa, se determinó el efecto de la temperatura sobre ∆G⁰ y ∆Н⁰ de la formación de fósforo a partir de fosfato tricálcico según las siguientes reacciones (Figura 1):

Са₃ (РО₄ )₂ +2,5Si=0,5P_4g +Ca₃ Si₂ O₇ +0,5SiO₂ ; (1)

• Materias:Termoplásticos Simulación numérica Plásticos resistentes al fuego polímeros Materiales compuestos termoplásticos Análisis térmico
• Subjects:Thermoplastics Numerical simulation Fire resistant plastics Thermoplastic composites Thermal analysis
• Palabras claves:Polímeros termoplásticos; Análisis térmico; Simulación numérica; Impresora 3D; Alto rendimiento
• Keywords:Thermoplastic polymers; Thermal analysis; Numerical simulation; 3D printer; High-performance