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碳化铁

非售品
CAS:12011-67-5
分子式:Fe3CH4
分子量:183.57746

CAS: 12011-67-5
分子式: Fe3CH4
分子量:183.57746

中文名称: 碳化铁

英文名称: triiron carbide

性质描述:灰色立方系晶体。熔点1837℃,相对密度7.694。莫氏硬度为6、烧结碳化铁的维氏硬度950公斤/毫米2。不溶于冷、热水和稀酸,溶于热浓盐酸,生成氢气、甲烷、乙烷、乙烯和其他较复杂烃类的混合物及游离碳。不与干燥空气作用。在潮湿空气中氧化生成氧化铁和碳。

其主要成分为Fe3C,其余为脉石和铁氧化物。碳化铁的成分如表1所示。

制备:生产碳化铁的基本原理是将铁矿石(Fe2O3)送进具有一定温度、压力的流化床反应器中,通入预热的工业气体(含CO、CO2、CH4、H2和H2O蒸气)与其发生反应,生成碳化铁。
其化学反应式为:3Fe2O3+5H2+2CH4=2Fe3C+9H2O

图2为碳化铁的生产工艺流程按还原铁矿所用气体种类可将生产碳化铁的工艺分为CH4-H2、CO-H2和CO-CO2-H2三个系列。
(1)CH4-H2系在固定床和流化床内,在923~1223K的温度下,通以3.33×10-5m3/s流速的CH4-H2系混合气体,其中H4/H2的比值为40/60、温度1023K。在这种条件下,绝大部分还原铁在30min内都转变成碳化铁(Fe3C)。

(2)CO-H2系在常压下利用低硫CO-H2混合气体在内径22mm的流化床内还原粒度为0.15~0.21mm的铁矿石,成功得到了碳化铁。

(3)CO-CO2-H2系将20g矿石装入钥制吊篮置于反应炉中,在N2气氛下升温至预定温度后恒温。根据所需配比将H2,CO和CO2按体积流量混合均匀,洗气后通过CO,CO2FGA-016C红外分析仪确定还原气体成分无误,当矿石恒重后,以流量1.0L/min的还原气体代替氮气通入反应炉即得。

用途:
1.为钢铁的重要组分,同时可以做炼钢过程中的增碳剂和冷却剂。
2.作为催化剂广泛应用于石油化工、汽车尾气处理等领域。