Instalacja do topienia tlenków metali, wykorzystywana m. in. do produkcji prekursora katalizatora żelazowego syntezy amoniaku, na bazie tlenków żelaza z dodatkiem tlenków kobaltu, manganu, wapnia, glinu i potasu
dr hab. inż. Rafał Pelka, (+49 91 449 4132, rpelka@zut.edu.pl)

Instalacja do topienia tlenków metali służy m. in. do produkcji prekursora katalizatora żelazowego syntezy amoniaku otrzymywanego przez stopienie magnetytu z tlenkami glinu, wapnia i potasu w odpowiednich proporcjach, tak aby uzyskać założony skład chemiczny stopu. Istotnymi elementami instalacji do wytopu są: transformator, stalowa wanna (o wymiarach 53 x 24 x 25 cm wyłożona materiałem izolującym termoodpornym i rudą magnetytową) oraz chłodzone wodą elektrody (‘rura w rurze’). Transformator (o mocy roboczej ok. 25 kW) pozwala na zmiany parametrów prądowych w zakresie od 27 do 4.2 V i od 20 do 3000 A. Rudę magnetytową po wysuszeniu i zmieszaniu z odpowiednią ilością w/w tlenków metali i reduktora umieszcza się w wannie w przestrzeni między elektrodami. Całkowita masa wsadu wynosi ok. 15 kg. Po około 1 godzinie cały wsad ulega przetopieniu i dokonuje się spustu lawy do stalowego naczynia. Lawę tlenków żelaza wraz z tlenkami glinu, wapnia i potasu chłodzi się do temperatury pokojowej w powietrzu pod przykryciem. Następnie lawę rozdrabnia się i przesiewa do uzyskania frakcji 1,0-1,2 mm. Otrzymany stop redukuje się (w instalacji do aktywacji prekursora katalizatora) wodorem politermicznie do temperatury 500^oC. Po redukcji otrzymuje się spiek nanokrystalicznego żelaza (dotowanego tlenkami) o właściwościach piroforycznych. W celu wykonania pomiarów w atmosferze powietrza próbkę pasywowuje się przepuszczając mieszaninę 0,1% O₂/N₂ w temperaturze 50^oC.
Wykorzystywany jest do rozwiązywania problemów naukowo-badawczych i technologicznych w obszarach badań jak: kataliza heterogeniczna, badania otrzymywania nowych katalizatorów.