LaCl3·7H2O晶体的热分解

采用 TG- DTG方法 ,得到 L a Cl3 · n H2 O晶体在空气中热分解过程及相应分解反应的活化能 ,即在84～ 112℃时 ,L a Cl3 · 7H2 O失去 4个结晶水 ,分解反应的活化能为 133.2 k J/ mol,在 12 3.2～ 137.9℃时 ,L a Cl3 ·3H2 O失去 2个结晶水 ,分解反应的活化能为 15 3.9k J/ mol,在 16 2 .5～ 177.4℃时 ,L a Cl3 · H2 O失去 1个结晶水 ,分解反应的活化能为 45 4.6 k J/ m ol,在 397.7～ 46 4.5℃时 ,L a Cl3 气相水解为 L a OCl,活化能为 6 6 k J/ m ol。在温度低于90 0℃ (最高测试温度 )时 ,L a OCl能稳定存在。     

攀枝花氧化钛精矿碳热还原动力学

以焦粉为还原剂,开展了氧化钛精矿含碳球团等温碳热还原试验研究,采用积分法进行了碳热还原动力学分析,还原温度分别为1 000、1 100、1 200、1 300℃。氧化钛精矿中铁氧化物还原度随还原温度和时间增加而增加,还原度可达91%。氧化钛精矿在1 000~1 300℃固相还原前期(60 min)受界面化学反应控制,反应活化能为51.23 k J/mol;反应后期(60 min)受扩散控制,反应活化能为93.53 k J/mol。氧化钛精矿碳热还原过程物相转变历程为:Fe2Ti O5→Fe3Ti3O10→Fe Ti O3,物相转变过程增加颗粒内部空隙,增加还原比表面积,改善还原过程气体扩散条件,加快还原初期化学反应速率。     

浓硫酸低温分解混合稀土精矿动力学分析

基于热重-差热实验数据,采用Freeman-Carroll微分法、Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法三种方法,全面分析了硫酸分解稀土精矿的反应动力学行为,推断其反应机理,计算反应表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数,确定不同温度段反应的限制性环节。结果显示,浓硫酸低温分解混合稀土精矿在阶段Ⅰ(160℃~220℃)和阶段Ⅱ(310℃~340℃)两个温度阶段的反应比较剧烈。由Freeman-Carroll微分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E为33.02 k J·mol-1、反应级数n为0.51;而阶段Ⅱ的表现活化能E为182.75 k J·mol-1、反应级数n为0.61。同时,由Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E分别为34.66 k J·mol-1和38.36 k J·mol-1,机理函数分别为f(α)=(1-α)和G(α)=[-ln(1-α)]3/2;而阶段Ⅱ反应的表现活化能E分别为215.23 k J·mol-1和205.46 k J·mol-1,机理函数分别为f(α)=2(1-α)[-ln(1-α)]1/2和G(α)=[-ln(1-α)]3/2,两种方法确定的反应限制性环节均为随机成核和随后生长的化学反应,且与Freeman-Carroll法的表观活化能计算结果相近。     

微波碳热还原转炉渣气化脱磷反应的宏观动力学

在1 100~1 350℃,1 000Pa,3倍碳当量条件下,采用微波加热方法对碳还原转炉钢渣的气化脱磷反应进行了宏观动力学分析。结果表明,微波加热条件下,气化脱磷率为31.0%~35.7%,该气化脱磷反应为二级反应,活化能为55.52kJ/mol,并得到了气化脱磷反应速率常数与温度的关系式,同时界面化学反应为可能的限制性环节。通过提高反应温度、减小钢渣及焦炭粒度、增大反应物料接触面积,可提高气化脱磷反应的速率。研究结果为探明微波碳热还原脱磷反应的机理及速率问题,实现转炉钢渣在钢铁企业内部的循环利用提供了理论依据。     

白云鄂博铁矿球团富氢还原动力学研究

针对气固直接还原工艺中存在着气体利用率低和还原供热不足等问题,利用恒温热重分析(TG)法,研究了氢/碳比率对白云鄂博铁精矿还原速度的影响。结果表明,在还原试验开始后40 min内,还原速率随wH2/wCO比增加而增大,使得Fe2O3→Fe3O4反应时间缩短。基于气相内扩散和界面反应的球团还原速度方程均能较好地处理本研究的数据,得到了反应速度常数与wH2/wCO的关系为:k界面=-0.1975+0.3 575wH2/wCO,k扩散=0.171 01+0.269 7wH2/wCO。根据Arrhenius方程计算出界面反应和气相内扩散活化能分别为26 k J/mol和44 k J/mol,因此本研究条件下限制性环节为气体内扩散控制。     

钛铁矿氧化动力学研究

通过研究钛铁矿中温区域和高温区域的氧化动力学,探讨其氧化机理。其结果是在600~750℃时,反应表观活化能为227.5 k J/mol,而在750~900℃时,反应表观活化能则为99.25 k J/mol。钛铁矿氧化反应在750℃时由晶格扩散转变为晶界扩散。因此钛铁矿的氧化反应是由O离子扩散所控制的。     

高磷赤铁矿烧结气化脱磷的试验研究

采用小球烧结方法研究不同因素对高磷赤铁矿烧结气化脱磷的影响。结果表明:气化脱磷反应主要是气固相反应的过程。在弱氧化气氛条件下,高磷赤铁矿的气化脱磷率随反应温度升高、碱度降低、恒温时间延长而增加。在脱磷剂加入量6.8%的条件下,比较适宜的气化脱磷工艺参数为配碳4%、反应温度1 250℃、碱度1.2、恒温时间30 min,此时气化脱磷率达到了23.8%。并对最终焙烧产物进行了XRD微观检测分析,证实了气化脱磷反应的发生。     

高磷赤铁矿气化脱磷热力学研究

采用Fact Sage6.4热力学分析软件研究不同条件对高磷赤铁矿中磷平衡组成的影响,并结合试验进行验证。结果表明:不同温度下气态磷的存在形式不同,升高温度有利于气化脱磷;适量的Si O2含量能降低碳热还原氟磷酸钙的开始反应温度,Si O2含量较高时,气化脱磷率受反应生成的硅酸盐熔融物制约;当C含量较低时,磷仍以氟磷酸钙形式存在,当C含量较高时,磷被还原成Fe P形式;Cl2可以和被还原出来的P2反应生成PCl3,温度较低时,脱磷产物为PCl3,温度较高时,脱磷产物先为P2,改变脱磷产物生成PCl3需要更高的Cl2含量。采用综合热分析仪进行试验验证,其结果与热力学分析结果相符。     

LaCl3·7H2O晶体的热分解

采用TG-DTG方法,得到LaCl3*nH2O晶体在空气中热分解过程及相应分解反应的活化能,即在84～112℃时,LaCl3*7H2O失去4个结晶水,分解反应的活化能为133.2kJ/mol,在123.2～137.9℃时,LaCl3*3H2O失去2个结晶水,分解反应的活化能为153.9kJ/mol,在162.5～177.4℃时,LaCl3*H2O失去1个结晶水,分解反应的活化能为454.6kJ/mol,在397.7～464.5℃时,LaCl3气相水解为LaOCl,活化能为66kJ/mol.在温度低于900℃(最高测试温度)时,LaOCl能稳定存在.     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300℃,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响:还原温度≤1100℃时,平均活化能为202.6 k J·mol^-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100℃时,平均活化能为116.7 k J·mol^-1,为碳气化反应和Fe O还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100℃),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.