Восстановление окислов окисью углерода является гетерогенным процессом:
Me0+C05tC0a+Me.
Поэтому, несмотря на сравнительно слабые восстановительные свойства окиси углерода, она может быть использована для восстановления сравнительно прочных окислов, так как один из продуктов реакции—двуокись углерода—может быть удален из сферы реакции свежими порциями окиси углерода, что и позволяет сместить реакцию в сторону восстановления металла.
Константа равновесия этой реакции К = при восстановлении мало прочных окислов (см. табл. 13) имеет сравнительно небольшое значение (5—9), и, следовательно, значительная часть окиси углерода переходит в двуокись. При восстановлении более прочных окислов использование окиси углерода снижается. Прочные окислы, например окислы кальция, магния, алюминия (см. табл. 13), окисью углерода не восстанавливаются.
Углерод вступает в реакции с окислами только при высоких температурах, выше 1000°. Ниже этой температуры восстановителем практически является окись углерода. Так, например, при прокаливании при умеренной температуре окислов со смесью угля в атмосфере инертного газа, например аргона, окислы практически не восстанавливаются, так как нет условий для образования окиси углерода. При замене аргона воздухом восстановление протекает хорошо, так как в этом случае за счет окисления угля образуется окись углерода. Восстанавливая окислы, окись углерода дает двуокись. Последняя с раскаленным углем снова дает окись и т. д. Таким образом, окись углерода является переносчиком кислорода от окисла к углю.
Следовательно, когда уголь применяется при умеренных температурах, восстановителем по существу является окись углерода. Практически уголь применяют для получения меди, цинка, кадмия, олова, свинца, висмута, сурьмы, железа, кобальта и никеля. При получении последних трех металлов происходит их некоторое насыщение углеродом.
При высоких температурах уголь восстанавливает и такие прочные окислы, как окислы магния, лития, щелочноземельных металлов, титана, циркония, гафния, ванадия, тантала, молибдена, вольфрама и других. Однако в этих случаях, за исключением магния, полученные металлы дают с углем карбиды. Поэтому для получения этих металлов в чистом виде применяют другие методы.
Из перечисленных металлов восстановлением газообразной окисью углерода в промышленности получают иногда молибден и вольфрам. Восстановление проводят в трубчатых печах. Окислы помещают в графитовых лодочках в графитовую трубку, обогреваемую трубчатой электропечью. Окись углерода пропускают через трубку. Газообразную окись углерода используют также для получения порошкообразного железа, которое применяется для получения стальных изделий методом порошковой металлургии.