Аннотация. Модель идеальных ассоциированных растворов вполне приемлема для описания термодинамических свойств жидких металличе-ских бинарных растворов с положительными отклонениями термодинамической активности от закона Рауля. Использование модели для прогнозирования термодинамических свойств реальных многокомпонентных растворов возможно при условии независимого определения термодинамических характеристик «самоассоциатов».Ключевые слова: жидкие металлические сплавы, положительные отклонения от закона Рауля, идеальные ассоциированные растворы.Жидкие металлические бинарные растворы, содер-жащие компоненты А и В, можно также рассматривать как ассоциированные растворы и полагать, что в рас-творах с отрицательными отклонениями термодинами-ческой активности от закона Рауля образуются преиму-щественно ассоциаты типа A m B n («гетероассоциаты»), а в растворах с положительными отклонениями -ас-социаты типа A m и B n («самоассоциаты» или «автоас-социаты» порядков m и n). Считается, что во втором случае взаимодействия между одноименными атомами в растворе преобладают над взаимодействиями между разноименными атомами.Количественное описание термодинамических свойств ассоциированных растворов с отрицательны-ми отклонениями от закона Рауля обычно выполняет-ся в рамках модели идеальных ассоциированных рас-творов (ИАР) [1]. Если для таких растворов имеется подробная термодинамическая информация о содер-жащихся в них интерметаллидных соединениях, то свойства растворов можно успешно прогнозировать, не прибегая к использованию каких-либо подгоноч-ных параметров [2].Однако для растворов с положительными откло-нениями от закона Рауля подобные расчетные модели вообще отсутствуют, если не считать приближенного решения, полученного в работе [3]. Кроме того, во всех известных базах данных отсутствует термодинамиче-ская информация о конденсированных соединениях типа A m . Экспериментальные исследования по этой те-матике также не планируются. Однако в последующем не исключается получение такой информации расчет-ным путем, используя методы статистической термоди-намики. В этом случае предлагаемая расчетная модель ИАР станет полностью обоснованной.Выполним постановку задачи для системы А -В, содержащей ассоциаты A m и B n . Стандартная методика модели ИАР предусматривает совместное рассмотре-ние уравнений трех типов:-уравнения химического равновесия (по закону действующих масс)Для определенности используется только «право-сторонняя» концентрационная переменная Х В . Также считается, что величины m и n имеют постоянные це-лочисленные значения (монодисперсное приближение реальных ансамблей ассоциированных частиц).Уравнения (1) -(3) могут быть сведены к следую-щим двум уравнениям:При анализе методом ИАР систем с отрицательны-ми отклонениями от закона Рауля активности компо-

The chemical process, accompanied by iron reduction from hematite, was modeled by computer program complex TERRA (product of MGTU im. N.E. Bauman). Carbon, hydrogen and methane were used as reducing agents. By varying the costs of reducing agents and process temperatures, equilibrium concentrations of the system components were determined. Change in these concentrations at the boundaries of individual temperature regions was regarded as a result of the passage of appropriate chemical reactions in them. At the same time, it was noted that the nonvariant type reactions begin and end at the same fixed temperatures. Calculations have shown that the conversion of Fe2O3 → Fe3O4 in all cases was thermodynamically possible at temperatures exceeding 65 °C. Therefore, at operating temperatures of the furnace it will be implemented without complications. The second stage of reduction also took place under a single scheme Fe3O4 → Fe, bypassing the participation of FeO oxide. The temperatures of beginning of iron reduction by components C, H2 and CH4 were respectively 680, 350 and 520 °C. In this case, there was only a direct reduction of iron by these components. An attempt to fix the fact of indirect reduction, using carbon monoxide as a reducing agent, was unsuccessful even with a large consumption of it. Carbon monoxide decomposed at low temperatures by the Bell-Boudoir reaction. Therefore, later iron was restored by means of “soot” carbon and that is also a direct method. In the final stage of the carbon thermal process, depending on the system composition, formation of iron carbide at 720 °C can occur with the possible subsequent conversion back to iron, as well as secondary oxidation of iron to form wustite. Carbon dioxide takes an active part in these reactions. Based on the results of calculations of chemical processes at high temperatures, a numerical assessment of the reducing (or oxidative) efficiency of all elements and components of the Fe – O – C – H system was given. This made it possible to predict with a high degree of reliability the phase composition of the reaction products at maximum process temperature (1500 °C).

ООО Промышленная компания «Технология металлов»(454018, Россия, г. Челябинск, ул. Косарева, 63) 2 Южно-Уральский государственный университет (454080, Россия, г. Челябинск, пр. Ленина, 76) Аннотация. Изменение избыточной энергии Гиббса бинарного раствора субрегулярного типа может быть с невысокой погрешностью аппрок-симировано уравнением где x i -мольные доли компонентов в растворе; Q 0 -энергия смешения; m и n -численные констан-ты. Фиксированные параметры Q 0 , m и n определяются методом наименьших квадратов по экспериментальным данным величин ΔG E и активностей компонентов бинарного раствора. Полученные расчетные выражения позволяют работать с субрегулярными растворами так же, как с регулярными, и получать более простые выражения активностей компонентов многокомпонентных растворов.Ключевые слова: бинарный раствор субрегулярного типа, энергия смешения, термодинамические свойства, трехмерная модель.Термодинамические свойства бинарного раствора обычно определяют выражением (1) в котором Q -энергия смешения (взаимообмена); ΔG E = RT (x 1 ln γ 1 + x 2 ln γ 2 ) -изменение избыточной энер гии Гиббса; R -универсальная газовая постоянная; Т -температура; x i и γ i -соответственно мольные доли и коэффициенты активности компонентов раствора.Для регулярного раствора энергия смешения яв-ляется константой, для субрегулярного раствора она является линейной функцией от концентрации ком-понентов, поэтому необходим второй параметр, ха-рактеризующий в графической интерпретации угол наклона этой линии к оси абсцисс. Для растворов со свойствами, несколько отличающимися от свойств строго субрегулярных растворов (а таких большин-ство), необходимы еще дополнительные параметры, учитывающие кривизну такой линии. Представле-ние энергии смешения в форме степенного полинома Q = a 0 + a 1 x 1 + a 2 + ... решает возникшую проблему, однако замена физичес ки осмысленной характеристи-ки Q ее математическим эквивалентом в виде набора коэффициентов а i существенно снижает наглядность подобного приема.Для оценочных расчетов, не требующих повышен-ной точности, предлагается альтернативная модель суб-регулярных растворов, согласно которой уравнение (1) заменяется выражением (2) где Q 0 -фиксированная константа, характеризующая усредненную величину энергии смешения раствора во всем интервале его концентраций; m, n -эмпирические константы, характеризующие степень отклонения тер-модинамических свойств данного раствора от свойств регулярного раствора (можно полагать, что численные значения параметров m и n тем больше отличаются от единицы, чем большую величину имеет избыточная энт ропия раствора).Таким образом, предлагаемая модель в каждой рас-четной точке отражает приближенное равенство (3) Численные значения параметров Q 0 , m и n для каж-дого бинарного раствора можно определить посредст-вом обработки экспериментальных данных методом на-именьших квадратов (МНК) в соответствии с условием (4) где k -количество экспериментальных точек.После логарифмирования слагаемых уравнения (4) и выполнения стандартных процедур МНК получим систему линейных уравнени...

Аннотация. Рассмотрены варианты пирометаллургической переработки ильменитовых концентратов с целью получения двух продуктовпервородного железа и высокотитанистого шлака. Представлены сравнительные оценки процессов жидко-и твердофазного восстановления. Ключевые слова: ильменитовый концентрат, твердофазное восстановление, высокотитанистый шлак, разделительная плавка.

Аннотация. В рамках модели идеальных ассоциированных растворов использовалась новая методика идентификации двух-трeх основных ассоциатов в жидких бинарных металлических растворах с отрицательными отклонениями от закона Рауля. Минимальная погрешность идентификации достигалась в случае определения констант равновесия между ассоциатами и мономерами при тех концентрациях компонентов растворов, при которых концентрации ассоциатов получают максимальные значения («пиковые» концентрации). Выполнены сравнения рассчитанных термодинамических свойств ассоциатов со справочными термодинамическими свойствами соответствующих интерметаллидов на сплавах Fe-Al и Fe-Si при 1873 К. Ключевые слова: жидкий бинарный раствор, термодинамические свойства ассоциатов, термодинамические свойства интерметаллидов.