Металлотермия

Некоторые окислы не удается превратить в удобные для электролиза легкоплавкие соединения или растворить в расплавах других солей. Вместе с тем они прочны и не восстанавливаются углеродом при технологически удобных и экономически выгодных условиях. Таковы, например, тетрахлорид титана TiCl4 и тетрафторид урана UF4а также некоторые окислы тугоплавких металлов, в частности V2O5. В качестве восстановителей здесь пользуются другими, более дешевыми металлами, имеющими большее сродство к галогену или кислороду. 

Металлотермия титана 

Титан восстанавливают магнием по реакции:
 
TiCl4 + 2Mg →Ti + 2MgCl2; ΔН298 = — 476,9 кДж,
 
уран — магнием или кальцием:
 
UF4 + 2Mg → U + 2MgF2; ΔН298 = — 351,8 кДж, UF4 + 2Са → U + 2CaF2;ΔН298 = — 576,1 кДж, 
 
а ванадий — алюминием:
 
3V2O6 + 10Аl → 6V + 5Аl2О3; ΔН298 = — 1964 кДж.
 
Многие из подобных реакций выделяют большие количества тепла, достаточные для расплавления даже таких тугоплавких металлов, как ванадий (1735°С), хром (1800°С), марганец (1250° С). Отсюда и название способа — металлотермия. Для проведения металлотермической плавки достаточно приготовить мелкую смесь реагирующих веществ — шихту и поджечь ее особым запалом, например из порошка магния и хлората калия. Шихта разогревается, а затем плавится от тепла, выделяемого реакцией. Это внепечная металлотермия, не требующая внешнего подогрева. В иных случаях, когда тепла реакции недостаточно для плавления, приходится применять внешний подогрев в печах — печная металлотермия.
 
Металлотермические переделы дороги: для восстановления одного металла приходится сжигать другой; они применяются только при неприменимости других способов.

Статья на тему Металлотермия