Uber die Reduktion von Wustit, Magnetit und Eisen-Mangan-Mischoxyden

Die Bedeutung der rationellen Reduktion der Eisenerze fuhrte zu zahlreichen Unter- suchungen auf diesem Gebiete. Dabei wurden die physikalischen und chemischen Eigen- schaften der Eisenoxyde und deren thermodynamisches Verhalten weitgehend geklart. Die Zustandsdiagramme der Systeme Eisen-Sauerstoff, Eisen-Sauerstoff-Wasserstoff und Eisen-Sauerstoff-Kohlenstoff sind hinreichend bekannt. Dagegen sind die erst spater einsetzenden Untersuchungen uber die Kinetik der Eisenoxydreduktion bis heute nicht abgeschlossen. Die in der Literatur erschienenen Arbeiten zeigen, da die Reduktionsvorgange vielseitig beeinflubar sind. Neben der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion an der Phasen- grenze Gas/Oxyd, die von der Temperatur, den Partialdrucken der Gaskomponenten und von der Groe der Reaktionsflache abhangt, spielen die Transportvorgange in der Gasphase und im Festkorper eine wesentliche Rolle. Die Struktur des sich auf dem Oxyd ausbildenden Reduktionsproduktes hat somit entscheidenden Einflu auf die Abbau- geschwindigkeit des Sauerstoffes. Bildet sich an der Oxydoberflache eine porose Schicht des Abbauproduktes aus, so kann die Phasengrenzreaktion bis zu hohen Reduktions- graden die Abbaugeschwindigkeit bestimmen. Der Einflu der Gasdiffusion durch die Poren macht sich erst bei hinreichend dicken Schichten bemerkbar. Bildet sich dagegen eine dichte, das gesamte Oxyd abdeckende Schicht aus, so kann die Festkorperdiffusion geschwindigkeitsbestimmend werden. Die technisch verhutteten Eisenerze sind keine reinen Eisenoxyde, sondern Misch- kristalle, Verbindungen oder Gemische mehrerer Oxyde. Wahrend die Gleichgewichte fur viele Oxyd-Mischkristalle und binare Oxydverbindungen bereits untersucht wurden, ist uber den Ablauf der Reduktion dieser Stoffe noch wenig bekannt.