硅镁型红土镍矿脱羟基相变过程动力学研究

镍具有优良的物理化学性质，应用领域广泛，镍资源主要存在于硫化镍矿和红土镍矿中，目前红土镍矿正逐渐成为主要的镍提取原料，由于红土镍矿含水量大，在冶炼过程中通常要对矿石进行高温预处理，目的是为了去除矿石晶格里的羟基水以及预先还原部分金属，但这部分羟基水的脱除需要消耗大量能量，并且产生物相变化，对预还原及浸出都会产生影响，因此探究红土镍矿脱羟基过程的物相变化及动力学条件对后续加工作业具有重要的研究意义。本文利用热力学分析软件模拟计算了红土镍矿加热过程中可能发生的化学反应，并采用热重-差热分析及 XRD 分析研究了硅镁型红土镍矿加热过程的物相变化，从室温到1400°C范围内进行了5种升温速率的非等温动力学实验，在256.8°C、582.8°C和823.0°C 处有三个特征峰，分别对应褐铁矿脱羟基、蛇纹石脱羟基以及硅酸盐矿物的相变。采用非等温动力学模型求解来确定反应的表观活化能及指前因子，使用Flynn-Wall-Ozawa 法和Kissinger-Akahira-Sunose 法计算了蛇纹石脱羟基过程的活化能，并利用Satava-Sestak法对常用的30种机理函数进行拟合，保留符合条件的机理函数，确定 Avrami-Erofeev 方程的A1/3函数符合脱羟基过程，其积分形式为G(α)= -ln(1-α)]3，求得蛇纹石脱羟基反应的活化能为258.71 kJ·mol-1， lnA为28.94 S-1，平均线性相关系数为 0.9951，蛇纹石脱羟基过程符合随机成核及随后生长模型。

Kinetic study of the dehydroxylation phase transition process in silica-magnesium laterite nickel ores