फेरोसिलिकॉन के रासायनिक गुण

फेरोसिलिकॉन (FESI) अपने मुख्य घटकों-सिलिकॉन के कारण विभिन्न रासायनिक गुणों को प्रदर्शित करता है(SI)औरलोहा (Fe)-और मिश्र धातु की संरचना। इसकी प्रतिक्रियाशीलता इसकी सिलिकॉन सामग्री (आमतौर पर 45-90% si), अशुद्धियों (जैसे, अल, सी, सीए) और पर्यावरणीय परिस्थितियों से प्रभावित होती है। निम्नलिखित मुख्य रासायनिक गुण हैं:

1. ऑक्सीकरण व्यवहार

ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रियाशीलता:

सिलिकॉन को अधिमानतः हवा में या ऑक्सीजन युक्त वातावरण में ऑक्सीकरण किया जाता है:
Si+O2 → SiO2 (ΔH<0, exothermic reaction).

सतह को पार करना: की एक पतली परतसियो(सिलिका) सतह पर बनता है, मिश्र धातु को मध्यम तापमान पर आगे ऑक्सीकरण से बचाता है।

उच्च तापमान ऑक्सीकरण: 1200 डिग्री से ऊपर के तापमान पर, ऑक्सीकरण में तेजी आती है, जो FEO और Sio₂ के मिश्रण का निर्माण करती है।

2. पानी/नमी के साथ प्रतिक्रिया

हाइड्रोजन निर्माण:
फेरोसिलिकॉन हाइड्रोजन गैस (H,) को छोड़ने के लिए पानी या नमी के साथ धीरे -धीरे प्रतिक्रिया करता है, विशेष रूप से क्षारीय परिस्थितियों में:
Fesi +4 H2O → Fe (OH) 3+ sio 2+2 H2}

खतरा: हाइड्रोजन संचय एक विस्फोट खतरा है; भंडारण के लिए एक सूखे, हवादार वातावरण की आवश्यकता होती है।

गति कारक: उच्च सिलिकॉन सामग्री और छोटे कण प्रतिक्रिया दर को बढ़ाते हैं।

3. अम्ल प्रतिक्रियाशीलता

मजबूत एसिड (HCL, H₂SO₄):
फेरोसिलिकॉन को भंग करें, हाइड्रोजन जारी करना और सिलिकेट्स और लोहे के लवण बनाना:
Fesi +6 hcl → fecl 2+ sicl 4+3 h2}

नाइट्रिक एसिड (HNO₃):
एक सिलिका परत के गठन के कारण सतह को पारित करता है, आगे की प्रतिक्रिया को धीमा कर देता है।

4. अल्कलिस के प्रति प्रतिक्रिया

मजबूत अल्कलिस (NaOH, KOH):
सिलिकॉन और हाइड्रोजन बनाने के लिए सिलिकॉन के साथ प्रतिक्रिया:
Si +2 NaOH+H2O → Na2Sio 3+2 H2}

क्षारीय समाधानों में लोहा व्यावहारिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है।

5. एजेंटों को कम करने के गुण

उच्च कम करने की क्षमता:
फेरोसिलिकॉन में सिलिकॉन मेटालर्जिकल प्रक्रियाओं में एक मजबूत कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है:

मैग्नीशियम उत्पादन (पीजोन प्रक्रिया):
2mgo (calcined dolomite)+fesi → 2mg ↑+ca2sio 4+ fe

इस्पात निर्माण: पिघले हुए स्टील में लोहे के ऑक्साइड (FEO) और अन्य अशुद्धियों को कम करता है।

6. विषाक्त पदार्थों के साथ बातचीत

स्लैग गठन: स्टील की गलाने की प्रक्रिया में,
फेरोसिलिकॉन ऑक्सीजन और स्लैग घटकों (जैसे, सीएओ, अलो ₃) के साथ जटिल सिलिकेट बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है:
Sio 2+ CAO → Casio3 (SLAG का एक घटक)।

स्लैग तरल: कुशल अशुद्धता हटाने के लिए स्लैग की चिपचिपाहट को नियंत्रित करता है।

7. कार्बन और अशुद्धियों का प्रभाव

कार्बन सामग्री:

कम-कार्बन ग्रेड (c से कम या 0 के बराबर या 2%) स्टील में अनजाने में कार्बोरेजिंग को कम करें।

उच्च कार्बन सामग्री ऊंचे तापमान पर कार्बाइड्स (जैसे, एसआईसी) के गठन को जन्म दे सकती है।

एल्यूमीनियम (एएल):

डीऑक्सिडेशन को बढ़ाता है, लेकिन स्टील में अवांछनीय एल्यूमिना समावेशन (Al₂o₃) बन सकता है।

फॉस्फोरस (पी) और सल्फर (एस):

कड़ाई से नियंत्रित (<0.04% P, <0.02% S) to avoid embrittlement of the final product.

8. तापीय स्थिरता

सड़न:

It is stable under standard conditions, but decomposes at very high temperatures (>1600 डिग्री) सिलिकॉन वाष्प की रिहाई के साथ।

अपवर्तक के साथ प्रतिक्रिया:

पिघला हुआ फेरोसिलिकॉन बुनियादी अपवर्तक (जैसे, एमजीओ-आधारित अस्तर) को खुरच सकता है।

9. डोपिंग व्यवहार

धातु संगतता:

यह लोहे के साथ यूटेक्टिक मिश्रण बनाता है, पिघलने बिंदु को कम करता है।

यह विशेष स्टील्स प्राप्त करने के लिए संक्रमण धातुओं (जैसे एमएन, सीआर) के साथ आसानी से मिश्र धातु है।

प्रमुख प्रतिक्रियाओं का सारांश

प्रतिक्रिया प्रकार रासायनिक समीकरण अनुप्रयोग/जोखिम
ऑक्सीकरणSi + o₂ → sio₂ पासेशन, स्लैग
गठनपानी के साथ प्रतिक्रियाFESI + H₂O → SIO₂ + Fe (OH) ₓ + H₂ ↑ हाइड्रोजन
विस्फोट का खतराअम्ल विघटन fesi+ HCl → Fecl₂ + Sicl₄ + H₂ ↑ विश्लेषणात्मक विघटन, H₂
एकांतकमी (एमजीओ)2MGO + FESI → 2mg ↑ + Ca₂sio₄ + Fe मैग्नीशियम उत्पादन (Piddon)

व्यावहारिक परिणाम

भंडारण: H₂ गठन को रोकने के लिए सूखा होना चाहिए।

इस्पात निर्माण: सिलिकॉन की मजबूत डीऑक्सीडाइजिंग क्षमता स्टील की गुणवत्ता में सुधार करती है।

सुरक्षा: कुचल फेरोसिलिकॉन से धूल अत्यधिक ज्वलनशील है; ठीक पाउडर के रूप में इसके साथ काम करने के लिए एक अक्रिय वातावरण की आवश्यकता होती है।