添加剂对煤粉燃烧过程活化能变化规律的影响

采用热重法研究不同添加剂对煤粉燃烧性能的影响,通过积分法计算加入添加剂煤样的燃烧反应活化能,考察DTA曲线中燃烧放热峰的变化规律。结果表明,向煤中加入2%的MnO2,CaO和CeO2,燃烧放热温度由535 ℃降至480~490 ℃,活化能由98 kJ/mol降至70~80 kJ/mol;而加入等量的K2CO3,燃烧放热温度降至460~470 ℃,活化能降至50~60 kJ/mol。燃烧反应活化能E与燃烧放热峰对应温度T的变化趋势相一致,两者遵循玻尔兹曼方程E=106.22-323.37/\[1+exp(T/35.45-11.42)]。     

元堡长焰煤煤焦-二氧化碳气化特性研究

为考察元堡长焰煤煤焦的二氧化碳气化反应特性,采用自制的大剂量热天平,运用等温热重技术,在温度800~1 100℃内,进行了块状煤焦-CO2气化试验。结果表明,在1 000℃以下,温度对反应速率影响较小,反应开始时气化速率较低,随时间延长呈现先升高后降低的趋势,但变化幅度较小;温度超过1 000℃后,气化速率随温度变化明显,且在反应初期即达到最大值,随后反应速率逐渐降低。采用混合反应模型对试验数据进行处理,求得元堡煤焦-CO2气化反应活化能为96.8 kJ/mol,采用等转化率法计算得到气化反应活化能为84.3~117.5 kJ/mol,两者的计算结果基本相符,初步证明元堡煤焦-CO2气化反应动力学模型符合混合反应模型。     

氮气气氛下FeS对二水石膏热分解特性的影响

采用TG-DSC方法分析FeS做还原剂时化学纯石膏的热分解特性,并利用Coats-Redfern模型计算还原剂掺量不同时石膏分解的活化能值。为防止还原剂被氧化选择氮气作为载气流。结果表明,焦炭与石膏摩尔比从1∶2增加到2∶1时,石膏分解所需的活化能从327kJ/mol降低到210kJ/mol,起始温度从1350℃降到956℃;FeS与石膏的摩尔比从1∶22增加到3∶22时,石膏分解所需的活化能值从327kJ/mol降低到214 kJ/mol,起始分解温度从1350℃降低到998℃,同时生成的产物Fe2O3对石膏的分解有促进作用。     

炼铜烟灰硫酸浸出及铜浸出动力学研究

在分析铜烟灰物料组成的基础上, 采用硫酸浸出工艺, 分别考查了硫酸加入量、液固比、浸出时间和浸出温度对铜浸出率的影响。实验得出最佳浸出条件为: 硫酸初始加入量98 g/L, 浸出时间60 min, 浸出温度70 ℃, 液固比5∶1。在此条件下, 铜浸出率达到84.87%。研究了炼铜烟灰硫酸浸出过程中铜的浸出动力学。结果表明, 硫酸浸出过程为扩散控制, 浸出反应的表观活化能为8.05 kJ/mol。     

CFB灰中Fe的浸出行为及动力学研究

以煤矸石电厂循环流化床灰(CFB灰)为原料,研究了CFB灰中Fe2O3酸浸出过程的影响因素及其酸浸出过程动力学。试验结果表明:盐酸浓度20.2%、酸浸温度110℃、酸浸时间1.0h、液固比为4∶1,Fe2O3的浸出率为91.74%。在一定时间内,CFB灰加热酸浸过程符合典型的反应核收缩模型。其反应动力学方程可用1-(1-α)1/3=k′t来描述,反应表观级数为0.999 2,反应活化能为42.063kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制。     

机械活化黄铜矿浸出动力学研究

研究了机械活化对黄铜矿浸出率的影响并进行了动力学分析。利用X射线衍射仪、激光粒度分析仪测试了机械活化对黄铜矿晶体结构、粒度的影响。结果表明:机械活化可细化黄铜矿颗粒粒径、破坏黄铜矿晶粒完整性、降低黄铜矿活化能、提高黄铜矿反应活性。黄铜矿机械活化1h后,浸出活化能从29.27kJ/mol降低至16.87 kJ/mol。当黄铜矿与氧化剂(NaClO_2)共磨相同时间后,活化能降至12.31kJ/mol,黄铜矿反应模型从化学反应转变为扩散反应。     

固阳褐铁矿脱水反应动力学研究

利用热分析TG-DTA技术和X射线衍射技术对固阳褐铁矿脱水过程反应机制进行了研究。结合不同动力学机理模型对热分析数据进行了处理及相关性分析,确定了褐铁矿的脱水反应机制,采用Coat-Redfern积分法计算了脱水反应动力学参数。结果表明:固阳褐铁矿脱水反应过程分为两个阶段,第一阶段:140~320℃,失重率为4.78%,反应活化能E=28.54 kJ/mol,反应机理符合Avrami-Erofeev方程,为随机成核和随后生长的一级化学反应;第二阶段:320~465℃,失重率为3.84%,反应活化能E=61.92 kJ/mol,反应机理符合二级反应函数,为化学反应控制。XRD结果表明,随着温度的不断升高,褐铁矿在200℃时发生了物相转变,针铁矿的衍射峰不断减弱、消失,而赤铁矿的衍射峰逐渐增强,矿相变纯。      

含铜硫酸渣中铜的浸出及浸出动力学分析

为了研究黄铁矿经高温焙烧制取硫酸后产生的铜品位为0.87%硫酸渣的铜浸出动力学规律,采用X射线衍射分析等方法分析了矿石的性质,研究了矿石粒度、初始酸浓度、液固比、搅拌速率、浸出温度和浸出时间等因素对硫酸渣矿样中铜浸出的影响,采用未反应收缩核模型对硫酸渣浸出过程进行动力学分析。结果表明,各因素对硫酸渣铜浸出的浸出率有较大影响;从浸出过程控制模型、浸出动力学方程、浸出反应表观活化能方面确定了硫酸渣浸出过程的主要控制步骤为内扩散过程控制,得出浸出反应的表观活化能Ea=19.96 kJ/mol。     

Fe2 O3-SiO2-Al2 O3-CaO体系铁深度还原过程动力学研究

采用等温法和非等温法,考察了Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3-CaO体系深度还原过程的还原度和还原速率变化规律,并进行了系统的动力学分析。试验结果表明,还原温度对该体系深度还原反应的还原度和还原速率影响较大。等温法确定整个深度还原过程的机理函数符合Avrami-Erofeev方程,成核长大是反应的限制性环节,表观活化能和指前因子分别为288.21 kJ/mol和1.15×10~9 min~(-1)。非等温法试验确定反应可分为前期、中期和后期三个阶段,中期主体反应阶段的机理函数符合Avrami-Erofeev方程,表观活化能和指前因子分别为272.60 kJ/mol和1.24×10~9 min~(-1)。上述研究内容为进一步分析鲕状赤铁矿深度还原过程的动力学奠定基础。     

粉煤灰对酸性矿井水中Cd2+的吸附动力学研究

分析研究了粉煤灰对模拟酸性矿井水中Cd²⁺的吸附.实验中选取Cd²⁺的初始浓度为0.000 1~0.010 0 mol/L.结果表明,粉煤灰对Cd²⁺的吸附符合Freundlich型吸附等温式，吸附反应符合一级反应动力学特征.在不同温度下得到了速率常数方程，表观活化能E_a=28.95 kJ/mol，指前因子A=68.9 min^-1.     

磁场效应对氯化铜浸出硫化砷强化过程研究

本文针对磁场在湿法冶金中的作用，利用化学分析测得磁场和不同温度的氯化铜浸出硫化砷渣的浸出速度，对每组数据是五次的平均值。利用阿累尼乌斯方程研究了浸出过程的动力学。实验结果证实浸出过程是化学反应控制，求得浸出反应的活化能由未经磁场作用的６７．１４ｋＪ／ｍｏｌ降至磁场作用下的５０．７２ｋＪ／ｍｏｌ，从而提高了浸出率和浸出速度。说明磁场作用于溶液中的极性分子，改变了一些分子的结构和能级状态，对一定的化学反应起到“激发活化”作用。指出了永磁磁场在湿法冶金过程中的应用前景。     

硫化铟氧化酸浸与常规酸浸的动力学比较

为了提高硫化铟的浸出率,从研究硫化铟常规酸浸、高锰酸钾或双氧水氧化酸浸的晶粒参数、表观活化能、反应级数的变化规律入手,对不同状态下硫化铟的浸出动力学进行了研究。结果表明：①硫化铟浸出反应的表观活化能、反应级数、晶粒参数,在常规酸浸状态下分别为35.6 kJ/mol、0.770、0.576,高锰酸钾氧化酸浸状态下分别为13.9 kJ/mol、0.390、0.366,双氧水氧化酸浸状态下分别为17.5 kJ/mol、0.220、0.466。②硫化铟常规酸浸的铟浸出率对浸出温度、硫酸初始浓度的变化比较敏感;而硫化铟氧化酸浸的表观活化能和反应级数均大幅度下降,化学活性显著增强,反应速率明显加快,浸出温度和硫酸初始浓度对铟浸出影响的敏感度下降。③硫化铟的常规酸浸及氧化酸浸动力学模型符合n＜1的Avrami方程,常规酸浸受化学反应与扩散混合控制,而氧化酸浸则受扩散控制,因此,强化搅拌扩散有利于提高铟浸出率。     

赤泥中硫酸选择性浸出铁、钪及动力学研究

以硫酸为浸出剂,进行了酸浸初步分离铁、钪的研究,考察了反应时间、反应温度、液固比、硫酸浓度等对浸出率的影响。结果表明,在40 ℃、液固比10∶1、硫酸浓度10 mol/L条件下浸出30 min,铁、钪浸出率分别为11.32%、58.41%。酸浸铁、钪的动力学研究结果表明,赤泥酸浸铁的过程符合未反应收缩核模型,受化学反应控制,其表观活化能为41.79 kJ/mol;而赤泥酸浸钪的过程符合多相液固区域反应动力学特征,受扩散控制,其表观活化能为6.72 kJ/mol。     

低品位硫化铜矿的湿法浸出工艺研究

含Ｃｕ６．６５％的硫化铜矿在ＦｅＣｌ３和ＨＣｌ、ＮａＣｌ体系中浸出，可使铜的浸出率大于９６％。本文研究了这一体系的浸出动力学，结果表明，浸出过程符合抛物线型动力学模型，测得其表观活化能为５１．０ｋＪ／ｍｏｌ。     

Digestion kinetics of arsenic removal from enargite–tennantite concentrates

Copper sulfide concentrates with high contents of deleterious impurities such as arsenic and antimony must be pretreated before conventional smelting to prevent atmospheric pollution with toxic compounds. In this work, the selective removal of arsenic and antimony from enargite–tennantite concentrates by a hydrometallurgical process was studied. The process consists of an alkaline digestion using a small volume of concentrated NaHS–NaOH solutions to obtain soluble arsenic and antimony compounds and insoluble copper sulfides. The soluble arsenic and antimony is separated from the copper sulfide by water leaching of the digested material. The experiments were carried out using a copper–arsenic concentrate with 15.1% As and 1.42% Sb. The results showed that the digestion temperature and the concentrations of NaHS and NaOH were the most important variables affecting the rate of arsenic and antimony removal. The rate of the digestion reaction was analyzed by using the unreacted shrinking core model controlled by the diffusion of S²⁻ ions through the layer of the product copper sulfide. An experimental activation energy value of 57 kJ/mol was determined for the arsenic removal in the range of temperature of 60–90 °C.     

空气气氛下铜阳极泥硫酸化焙烧蒸硒过程研究

以铜阳极泥为原料,研究了在空气气氛下硫酸化焙烧蒸硒过程的影响规律和动力学,通过硫酸化焙烧蒸硒实验,研究了影响蒸硒过程的主要因素和控制过程,得到了焙烧蒸硒过程的动力学方程,可为优化铜阳极泥硫酸化焙烧蒸硒工艺提供理论指导。试验结果表明,铜阳极泥硫酸化焙烧蒸硒效果受焙烧温度和焙烧时间的影响较大,但受空气流速和酸矿比的影响较小。在焙烧温度723K、焙烧时间20min、空气流速为200L/h、酸矿比为0.75的较优条件下,蒸硒渣中硒含量由8.50%降至0.24%,硒挥发率为96.54%。蒸硒过程受化学反应动力学控制,表观活化能为42.509 kJ/mol。     

从废旧锂电池处理废渣中硫酸浸出锂的动力学研究

采用硫酸浸出含锂废渣中的锂,考察了温度、液固比、硫酸浓度和搅拌速率对浸出过程的影响。结果表明,在液固比5∶1、硫酸浓度10%、搅拌速率400 r/min、反应温度70 ℃、反应120 min时,锂浸出率达到94.63%。通过正交实验和动力学推导,确认含锂废渣中硫酸浸出锂的动力学模型为收缩核模型,浸出表观活化能为10.39 kJ/mol,浸出过程中速度控制步骤是固膜扩散。     

高钙型低品位铜矿酸性浸出动力学研究

通过单因素实验及动力学分析研究了低品位氧化铜矿的浸出过程，考察了矿物粒度、浸出温度、硫酸浓度和液固比对浸出过程的影响。结果表明，适宜的浸出条件为: 矿物粒度-0.074 mm粒级占比85%、浸出温度60 ℃、浸出时间120 min、硫酸浓度2.5 mol/L、液固比4∶1，此时铜浸出率为96.23%; CaCO₃的存在导致浸出过程硫酸消耗增加; 浸出过程可用未反应核收缩模型来描述，反应速率受固膜界面传质和扩散混合控制，浸出过程活化能为8.78 J/mol。