2.1.Приход тепла

2.1.1. Теплота восстановления TiO₂ до Ti

TiO₂ + 4/3Al = Ti + 2/3 Al₂O₃

ΔH₁ = 2/3ΔH_Al2O3 - ΔH_TiO2 = -2/3 1687909 + 939535 = - 185737,6дж/моль = -185,7376кдж/моль

для расчета количества теплоты для восстановления TiO₂ до Ti необходимо расчитать количество молей TiO₂ (N₁) участвующего в этой реакции

N₁ = С_TiO2 100 0,7 1000/М_TiO2

Q₁ = - ΔH₁ N₁ = ΔH₁ (С_TiO2 100 0,7 1000/М_TiO2) = 185,7376 (0,445 100 0,7 1000/80)= 72321,6 кдж

Аналогично расчитываем теплоты других реакций

2.1.2. Теплота восстановления TiO₂ до TiO

2TiO₂ + 4/3Al = 2TiO + 2/3 Al₂O₃

ΔH₂ = 2/3ΔH_Al2O3 + 2ΔH_TiO - 2ΔH_TiO2 = -2/3 1687909 – 2 511208 +2 939535 = - 268618дж/моль = -268,618кдж/моль

Q₂ = - ΔH₂ N₂ = ΔH₂ (С_TiO2 100 0,15 1000/2М_TiO2) = 268618 (0,445 100 0,15 1000/160)= 11206 кдж

2.1.3. Теплота восстановления TiO₂ до Ti₂O₃

4TiO₂ + 4/3Al = 2Ti₂O₃ + 2/3 Al₂O₃

ΔH₃ = 2/3ΔH_Al2O3 + 2ΔH_Ti2O3 - 4ΔH_TiO2 = -2/3 1687909 – 2 1495106 +4 939535 = - 357344,6дж/моль = 357,3446кдж/моль

Q₃ = - ΔH₃ N₃ = ΔH₂ (С_TiO2 100 0,15 1000/4М_TiO2) = 357,3446 (0,445 100 0,15 1000/320)= 7454кдж

2.1.4. Теплота восстановления FeO до Fe

2FeO + 4/3Al = 2Fe + 2/3 Al₂O₃

ΔH₄ = 2/3ΔH_Al2O3 - 2ΔH_FeO = -2/3 1687909 + 2 262387 = - 600498,6дж/моль = - 600,4986кдж/моль

Q₂ = - ΔH₂ N₂ = ΔH₂ (С_TiO2 100 0,15 1000/2М_FeO) = 600,4986 (0,15 100 1000/160)= 62552 кдж

2.1.5. Теплота восстановления Fe₂O₃ до Fe

2/3Fe₂O₃ + 4/3Al = 4/3Fe + 2/3 Al₂O₃

ΔH₅ = 2/3ΔH_Al2O3 – 2/3ΔH_Fe2O3 = -2/3 1687909 + 2/3 814374 = - 582356,6дж/моль = - 582,3566кдж/моль

Q₅ = - ΔH₅ N₅ = ΔH₅ (С_Fe2O3,к 100 + С_Fe2O3,ж.р. 2) 0,97_. 1000/2/3М_Fe2O3) = 582,3566 (0,3345 100 + 0,96_. 2) 0,97_. 1000/106,7)= 187254 кдж

2.1.6. Теплота восстановления Fe₂O₃ до FeО

2Fe₂O₃ + 4/3Al = 4FeО + 2/3 Al₂O₃

ΔH₆ = 2/3ΔH_Al2O3 + 4ΔH_FeO– 2ΔH_Fe2O3 = -2/3 1687909 -4 262387 + 2 814374 = - 546072,6дж/моль = - 546,0726кдж/моль

Q₆ = - ΔH₆ N₆ = ΔH₆ (С_Fe2O3,к 100 + С_Fe2O3,ж.р. 2) 0,03_. 1000/2М_Fe2O3) = 546,0726 (0,3345 100 + 0,96_. 2) 0,03_. 1000/320)= 1810,74 кдж

2.1.7. Теплота восстановления SiO₂ до Si

SiO₂ + 4/3Al = Si + 2/3 Al₂O₃

ΔH₇ = 2/3ΔH_Al2O3 – ΔH_SiO2 = -2/3 1687909 + 906555 = - 218717,66дж/моль = - 218,718кдж/моль

Q₇ = - ΔH₇ N₇ = -ΔH₇ (С_SiO2,к 100 + С_FiO2,ж.р. 2) 0,9_. 1000/М_SiO2) = 218,718 (0,03 100 + 0,02_. 2) 0,9_. 1000/60)= 9974кдж

2.1.8. Теплота восстановления Fe₂O₃ кремнием Fe - Si

2/3Fe₂O₃ + Si = 4/3Fe + SiO₂

ΔH₈ = ΔH_SiO2 – 2/3ΔH_Fe2O3 = - 906555 +2/3 814374 = - 363639дж/моль = - 363,639кдж/моль

Q₈ = - ΔH₈ N₈ = -ΔH₈ (1 С_Si,Fe-Si 0,5 + 0,5 С_Si,Fe-Si) 1000/М_SiO2 = 363,639 (1 0,75 0,5 +0,5_. 0,75) 1000/280)= 9740кдж

2.1.9. Теплота окисления алюминия кислородом воздуха

4/3Al + O₂ = 2/3Al₂O₃

ΔH₉ = ΔH_Al2O3 = - 1125272,6дж/моль = - - 1125,273кдж/моль

Q₉ = - ΔH₉ N₉ = -ΔH₉ (m_крупки + m_{Al к. т.с}) 0,03 1000/A_Al) = 1125,273 (40,26+1,5) 0,03 1000/36 = 39160кдж