Comparative thermogravimetric study of chlorinations of hematite and wustite

Abstract

The reactions of hematite and wustite with Cl₂, COCl₂, CO+Cl₂ and gaseous CCl₄ were studied by thermogravimetry, X-ray diffraction and computer-assisted thermodynamic calculations. During the chlorination of hematite, only gaseous products were formed. The apparent activation energies were calculated from the isothermal TG curves. The chlorination of wustite involves the formation and transformation of a series of solid chloride products. FeCl₂(s), FeCl₃(s) and FeOCl(s) were found as intermediates during chlorination with Cl₂ or Cl₂+CO, while only FeCl₂(s) was detected in reactions with COCl₂ oe CCl₄. The chlorinations of the iron oxides with various agents were compared, and the differences in reactivity sequences were established.

Zusammenfassung

Die Reaktionen von HÄmatit und Wustit mit Cl₂, COCl₂, CO+Cl₂ and gasförmigen CCl₄ wurden thermogravimetrisch und röntgendiffraktometrisch untersucht. Thermodynamische Berechnungen wurden mit Computern ausgeführt. Bei der Chlorierung von HÄmatit entstehen nur gasförmige Reaktionsprodukte. Die scheinbaren Aktivierungsenergien wurden aus isothermen TG-Kurven berechnet. Bei der Chlorierung von Wustit wird eine Reihe von festen Chloriden gebildet. FeCl₂(s), FeCl₃(s) und FeOCl(s) treten bei der Chlorierung mit Cl₂ oder Cl₂ + CO als intermediÄre Produkte auf, wÄhrend bei Reaktionen mit COCl₂ oder CCl₄ nur FeCl₂(s) nachgewiesen wurde. Die verschiedenen Chlorierungsmittel wurden hinsichtlich ihrer Wirksamkeit miteinander verglichen und in einer entsprechenden Reihenfolge eingeordnet.

РЕжУМЕ

РЕАкцИИ гЕМАтИтА И ВУ стИтА с Cl₂, COCl₂, CO+Cl₂ И гАжООБРАжНыМ CCl_{2 4} Бы лИ ИжУЧЕНы с пОМОЩьУ тЕРМОгРАВИ МЕтРИИ, РЕНтгЕНОстРУ ктУРНОгО АНАлИжА И тЕРМОДИНАМ ИЧЕскИх РАсЧЕтОВ, пРОВЕДЕННых с ЁВМ. пРИ хлОРИРОВАНИИ гЕМАтИ тА ОБРАжУУтсь тОлькО гА жООБРАжНыЕ пРОДУкты. НА ОсНОВЕ кРИВых ИжОт ЕРМИЧЕскОИ тг БылИ Вы ЧИслЕНы кАжУЩИЕсь ЁНЕРгИИ Ак тИВАцИИ. хлОРИРОВАНИЕ ВУстИт А ВклУЧАЕт ОБРАжОВАН ИЕ И пРЕВРАЩЕНИЕ РьДА тВЕ РДых пРОДУктОВ. пРИ ВжАИМОДЕИстВИИ с Cl₂ Ил И Cl₂ + CO БылИ ИДЕНтИФИцИРОВАНы тА кИЕ пРОМЕжУтОЧНыЕ пР ОДУкты, кАк FeCl₂, FeCl₃ И FeOCl, тОгДА кАк В Р ЕАкцИИ с COCl₂ CCl₄ — тОлькО ОДИН FeCl₂. сОпОстАВлЕНы РЕАкцИ И хлОРИРОВАНИь РАжлИ ЧНыМИ АгЕНтАМИ ОкИслОВ жЕл ЕжА И УстАНОВлЕНы РАжлИЧИь В Их РЕАкцИО ННОИ спОсОБНОстИ.