冶炼铜渣中Fe的常压酸浸溶出规律及动力学分析

1

作者 阎崔蓉 张浩 +4 位作者 周新涛 罗中秋 蔡秀楠 高梓猛 时金钰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期127-138,共12页

冶炼铜渣富含Fe、Si等有价元素,具有优异的二次资源特性,可作为原料构建高附加值硅铁基功能材料。掌握酸浸条件下Si、Fe元素的可控释放规律及矿物相的有效分离机制,是其高值资源化利用的关键。该文采用HSC 6.0模拟硅铁物系在不同pH和电... 冶炼铜渣富含Fe、Si等有价元素,具有优异的二次资源特性,可作为原料构建高附加值硅铁基功能材料。掌握酸浸条件下Si、Fe元素的可控释放规律及矿物相的有效分离机制,是其高值资源化利用的关键。该文采用HSC 6.0模拟硅铁物系在不同pH和电位条件下的优势物种,研究H_(2)SO_(4)酸浸条件下渣中含铁矿物相的溶出条件及Si、Fe元素的可控释放规律,考察了酸浸温度、H_(2)SO_(4)浓度、粒径和搅拌速度等因素对Fe浸出率的影响。结果表明:酸浸温度与H_(2)SO_(4)浓度对Fe浸出率呈正向影响,粒径对Fe浸出率呈负向影响,而搅拌速度的影响甚微;在H_(2)SO_(4)浓度为2.0 mol/L、酸浸温度为90℃、铜渣粒径为(45,88]μm的条件下,酸浸60 min后,铁的浸出率可达95.73%。选择收缩未反应芯模型来描述该酸浸过程,在反应初始阶段,其反应速率主要受化学反应过程的控制,其活化能为40.99 kJ/mol,随后转为内扩散控制,活化能为8.70 kJ/mol。在化学反应控制阶段,计算得到H_(2)SO_(4)浓度和铜渣粒径的影响指数分别为0.558和-0.759,从而确定了H_(2)SO_(4)常压浸取冶炼铜渣的宏观动力学方程。 展开更多

关键词 冶炼铜渣 常压酸浸 Fe酸浸动力学 收缩未反应芯模型 固-液非均相反应

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焦炭溶损反应动力学及其模型研究 被引量：23

2

作者 崔平 张磊 +1 位作者 杨敏 汪洋 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期280-284,共5页

利用未反应核收缩模型对高炉焦炭与CO2的反应动力学进行了研究,建立了以可测参数(R)表达的焦炭与CO2的反应动力学关系式。并对反应速率常数和有效扩散系数、表观反应活化能和有效扩散活化能及反应过程中各步骤阻力进行了分析。结果表明,... 利用未反应核收缩模型对高炉焦炭与CO2的反应动力学进行了研究,建立了以可测参数(R)表达的焦炭与CO2的反应动力学关系式。并对反应速率常数和有效扩散系数、表观反应活化能和有效扩散活化能及反应过程中各步骤阻力进行了分析。结果表明,(1)焦炭与CO2的反应符合未反应核收缩模型。(2)反应的表观活化能Ea=124.5 kJ/mol,有效扩散活化能ED=642.4 kJ/mol;界面化学反应的阻力随反应温度升高而增加;残余灰层内的内扩散传质阻力相对比例随温度升高而下降。(3)焦炭溶损反应在低温区主要受内扩散控制,随着温度升高,反应由外扩散、化学反应和内扩散三步控制;当进入高温区,反应进行一段时间后主要受内扩散控制。 展开更多

关键词 焦炭 溶损反应 动力学 未反应收缩核模型

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氘化锂粉末与O_2,CO_2和水汽的反应动力学研究 被引量：9

3

作者 李赣 陆光达 +1 位作者 敬文勇 秦城 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期99-102,共4页

研究了28℃下,氘化锂粉末与O2,CO2和水汽的反应动力学。结果表明,氘化锂与O2,CO2的反应很微弱,而与水汽的反应速率相对要大得多。室温下氘化锂与水汽的反应可用收缩未反应芯模型来描述,界面化学反应为二级反应,反应速率常数为0 281kPa-1... 研究了28℃下,氘化锂粉末与O2,CO2和水汽的反应动力学。结果表明,氘化锂与O2,CO2的反应很微弱,而与水汽的反应速率相对要大得多。室温下氘化锂与水汽的反应可用收缩未反应芯模型来描述,界面化学反应为二级反应,反应速率常数为0 281kPa-1·min-1。 展开更多

关键词 氘化锂粉末 氧气 二氧化碳 水汽 反应动力学 反应速率 收缩未反应芯模型 高放废物处置

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磷酸分解磷矿石的动力学 被引量：17

4

作者 严永华 刘期崇 +1 位作者 夏代宽 王建华 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期265-270,共6页

采用间歇反应器，在反应温度６０８０℃，磷酸浓度２０４０％Ｐ２Ｏ５，磷矿粒径０．１３８０．７ｍｍ，搅拌速度５００转／分的条件下，研究了磷酸分解上蒜磷矿的酸解反应动力学。研究表明，在上述条件下，该过程的速率控制步骤为氢离... 采用间歇反应器，在反应温度６０８０℃，磷酸浓度２０４０％Ｐ２Ｏ５，磷矿粒径０．１３８０．７ｍｍ，搅拌速度５００转／分的条件下，研究了磷酸分解上蒜磷矿的酸解反应动力学。研究表明，在上述条件下，该过程的速率控制步骤为氢离子通过Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２的固态膜向反应界面的扩散。并建立了酸解过程的动力学模型，该模型在α＝０．０５上显著。表观活化能Ｅａ＝１０．０８ｋＪ·ｍｏｌ－１。 展开更多

关键词 磷酸 酸解反应 缩芯模型 动力学 磷矿

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快速热解温度下的淮南煤焦与水蒸汽气化反应的研究 被引量：7

5

作者 许慎启 周志杰 +2 位作者 杨帆 于广锁 于遵宏 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期947-953,共7页

考察了淮南煤在不同温度下快速热解制得的煤焦与水蒸汽的气化反应,研究发现煤焦的气化反应速率不仅与转化率有关也与气化反应时间有关,对不同热解温度煤焦在x=0.2、t=2min附近时,化学反应速率存在极值或转折点(Q),即反应速率开始急剧减... 考察了淮南煤在不同温度下快速热解制得的煤焦与水蒸汽的气化反应,研究发现煤焦的气化反应速率不仅与转化率有关也与气化反应时间有关,对不同热解温度煤焦在x=0.2、t=2min附近时,化学反应速率存在极值或转折点(Q),即反应速率开始急剧减少的点。用未反应芯缩核模型和随机孔模型对实验数据拟合,结果表明随机孔模型对实验数据的拟合更为准确,并将拟合得到的结构参数ψ与煤焦气化反应活性之间的关系进行分析,发现同一种煤焦ψ相近,但ψ与煤焦的气化反应活性不存在必然的联系。用SEM和XRD考察了不同热解终温下的煤焦表面孔隙结构与微晶结构的变化及其对煤焦气化反应活性的影响,不同热解温度下制得的煤焦,其形态结构存在很大的差异,热解温度越高,煤焦表面壳状凸起越多,化学反应性降低。此外,随着热解温度的升高,煤焦的微晶结构趋于石墨化,化学稳定性增强。 展开更多

关键词 高温热解 水蒸汽气化 随机孔模型 未反应芯缩核模型

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循环流化床烟气脱硫系统数学模型研究 被引量：7

6

作者 范丽婷 李鸿儒 +1 位作者 王福利 何大阔 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第32期12-17,共6页

以烟气脱硫过程中的质量平衡方程为基础,结合可以描述脱硫剂颗粒反应的收缩未反应核模型(shrinking unreacted core model),同时考虑到再循环物料的影响,建立能够预测循环流化床反应器内烟气脱硫效率的数学模型,该模型可以分别量化新鲜... 以烟气脱硫过程中的质量平衡方程为基础,结合可以描述脱硫剂颗粒反应的收缩未反应核模型(shrinking unreacted core model),同时考虑到再循环物料的影响,建立能够预测循环流化床反应器内烟气脱硫效率的数学模型,该模型可以分别量化新鲜脱硫剂和再循环颗粒的脱硫效率。模型仿真出脱硫效率在不同参数条件下的变化趋势与实际运行情况一致,并且模型经校正后能够比较准确地描述脱硫过程,因此该模型可以用来指导循环流化床烟气脱硫系统的工艺设计和参数优化。 展开更多

关键词 循环流化床 烟气脱硫 再循环颗粒 脱硫效率 收缩未反应核模型

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基于热分析动力学的烧结用焦炭颗粒燃烧数值模拟 被引量：9

7

作者 王淦 温治 +1 位作者 楼国锋 曹欢 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3315-3322,共8页

基于烟气循环烧结中氧体积分数降低抑制了燃料燃烧,焦炭细化可显著改善整体燃烧效率,是烧结工艺极具潜力的节能增产措施,采用缩核模型,模拟贫氧率和粒度对焦炭颗粒燃烧特性的影响。焦炭的着火温度ti、不完全燃烧系数κ、燃烧反应焓ΔH... 基于烟气循环烧结中氧体积分数降低抑制了燃料燃烧,焦炭细化可显著改善整体燃烧效率,是烧结工艺极具潜力的节能增产措施,采用缩核模型,模拟贫氧率和粒度对焦炭颗粒燃烧特性的影响。焦炭的着火温度ti、不完全燃烧系数κ、燃烧反应焓ΔH等燃烧特性参数采用热重实验确定,焦炭燃烧的本征活化能E和指前因子A通过Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算。研究结果表明：空气气氛中,焦炭颗粒的ti约为550℃,κ为1.128～1.333,对应的ΔH则为28.810～31.640 MJ/kg,E约为137.156 k J/mol;ti基本上不随实验条件变化,κ随着氧体积分数的降低显著增大,E则略减小;焦炭颗粒的最高燃烧温度约为1 560 K,燃烧速率随着灰层厚度的增加逐渐降低;当颗粒粒度增大或氧体积分数降低时,燃烧效率显著下降,且前者影响更大;考虑采用烟气循环,当焦炭细化效率达到1.33时,可保证整体燃烧效率不比传统烧结的低。 展开更多

关键词 烧结 焦炭 颗粒燃烧 数值模拟 缩核模型 热重 动力学 Flynn-Wall-Ozawa法

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煤在燃烧过程中灰层有效扩散系数的实验研究与应用 被引量：9

8

作者 王苑 罗永浩 +1 位作者 林鹏云 季俊杰 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期573-577,共5页

搭建了大颗粒热重实验台,通过测量焦炭反应速率得出有效扩散系数的变化规律.将有效扩散系数的实验拟合表达式应用于整体层燃模型,得到改进的层燃模型,并对改进前后层燃模型的预测结果与实炉测量结果进行了比较.结果表明:不同煤种的有效... 搭建了大颗粒热重实验台,通过测量焦炭反应速率得出有效扩散系数的变化规律.将有效扩散系数的实验拟合表达式应用于整体层燃模型,得到改进的层燃模型,并对改进前后层燃模型的预测结果与实炉测量结果进行了比较.结果表明:不同煤种的有效扩散系数均随着反应的进行而减小,且与灰层厚度之间符合指数关系;煤种和温度是有效扩散系数的重要影响因素,无烟煤的初始有效扩散系数比烟煤的小,有效扩散系数的下降速率比烟煤快;反应温度高于灰熔点时会引起烧结现象,使有效扩散系数减小;考虑灰层生长对有效扩散系数影响的模型可以更准确地预测床层燃烧的气体产物分布和燃烧速率. 展开更多

关键词 层燃模型 有效扩散系数 灰层厚度 燃烧 缩核模型

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在O_2/CO_2-空气两种不同气氛下石灰石硫化特性的比较 被引量：4

9

作者 刘彦 韦宏敏 +4 位作者 齐学义 徐江荣 李德忠 周俊虎 岑可法 《动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期267-272,共6页

热重分析表明:石灰石在O2/CO2-空气两种气氛下煅烧及硫化特性显示出较大差异。在O2/CO2气氛中,因较高CO2浓度使石灰石的煅烧分解推迟,一定条件下石灰石直接与SO2发生硫化反应,且过程具有较高的反应速率。通过对硫化样品的压汞仪孔隙结... 热重分析表明:石灰石在O2/CO2-空气两种气氛下煅烧及硫化特性显示出较大差异。在O2/CO2气氛中,因较高CO2浓度使石灰石的煅烧分解推迟,一定条件下石灰石直接与SO2发生硫化反应,且过程具有较高的反应速率。通过对硫化样品的压汞仪孔隙结构分析及SEM、XRD测试,同时采用不反应缩核模型分析比较两种硫化过程的动力控制特性,得出与传统空气条件相比,在850°C、O2/CO2气氛下硫化反应的σ2数值减少较快,产物层的扩散阻力对反应的影响相对减弱,更有利于反应深入发展的结论。 展开更多

关键词 环境工程学 O2/CO2气氛 控制机理 钙基脱硫 不反应缩核模型

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硫化银在[Bmim]HSO_4-Fe_2(SO_4)_3-硫脲体系中的浸出动力学 被引量：4

10

作者 方夕辉 童雄 +2 位作者 郑雪华 曾怀远 陈杜娟 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期76-79,共4页

通过试验研究了硫化银在[Bmim]HSO4-Fe2（SO4）3-硫脲体系中的浸出动力学。试验考察了硫脲浓度、搅拌强度、浸出温度对银浸出率的影响,研究结果表明,硫脲浓度对银浸出率影响较大,银的浸出率随硫脲浓度增大呈直线增长趋势,当浓度达到0.16... 通过试验研究了硫化银在[Bmim]HSO4-Fe2（SO4）3-硫脲体系中的浸出动力学。试验考察了硫脲浓度、搅拌强度、浸出温度对银浸出率的影响,研究结果表明,硫脲浓度对银浸出率影响较大,银的浸出率随硫脲浓度增大呈直线增长趋势,当浓度达到0.16mol/L后,增长趋势减缓。提高温度能显著提高银浸出速率和浸出率,当温度从298 K升至328 K时,浸出率由61.21%提高至82.91%,所需浸出时间也由18 h缩短至15 h;搅拌强度对银浸出率有一定影响,但影响有限。浸出动力学研究表明,采用外扩散控制动力学方程和内扩散控制动力学方程分别进行拟合,表明银浸出过程在298~328 K温度范围内符合＂未反应核收缩＂模型,浸出过程主要受内扩散步骤控制,浸出过程的表观活化能为27.99 kJ/mol。 展开更多

关键词 硫化银 硫脲 离子液体 浸出动力学 “未反应核收缩”模型

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BP型抑制剂抑制焦炭劣化反应动力学 被引量：2

11

作者 张泽志 王文昌 +1 位作者 王留成 王福安 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期805-810,共6页

为促进抑制焦炭劣化技术进步,用热重分析法测得不同温度下BP型抑制剂的抑制焦炭劣化反应动力学实验数据,用未反应核收缩模型对所得数据进行拟合,建立了基于BP型抑制剂的抑制焦炭劣化反应动力学模型,确定了模型参数。统计检验表明模型是... 为促进抑制焦炭劣化技术进步,用热重分析法测得不同温度下BP型抑制剂的抑制焦炭劣化反应动力学实验数据,用未反应核收缩模型对所得数据进行拟合,建立了基于BP型抑制剂的抑制焦炭劣化反应动力学模型,确定了模型参数。统计检验表明模型是显著和可信的。根据Arrhenius方程得到BP型抑制剂抑制焦炭劣化反应活化能Ea=285.0kJ·mol-1和有效扩散活化能ED=164.6 kJ·mol-1,均高于未添加抑制剂的空白焦炭试样S0的劣化反应活化能Ea=142.0kJ·mol-1和有效扩散活化能ED=96.3 kJ·mol-1。依模型算得的抑制焦炭劣化反应过程中的外扩散传质相对阻力ηG/∑η、内扩散传质相对阻力ηD/∑η和界面化学反应相对阻力ηC/∑η数据表明,试样S0的反应主要受界面化学反应和外扩散影响,而试样SBP因负载抑制剂,其反应主要受内扩散和界面反应影响。随着反应的进行,两者的劣化反应受内扩散、界面化学反应同时影响。在较低温度下,焦炭劣化反应主要受界面化学反应控制,随反应温度升高,界面化学反应的相对阻力ηC/∑η逐渐下降。 展开更多

关键词 焦炭 BP型抑制剂 抑制劣化反应 未反应核收缩模型 动力学

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石灰石直接硫化反应动力学研究 被引量：2

12

作者 陈传敏 赵长遂 赵毅 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期388-392,共5页

采用热重分析法研究了石灰石直接硫化反应过程,结果表明,直接硫化可以使Ca达到很高的转化率,而且直接硫化速率随Ca转化率的升高而减小,随温度的升高而增大.用收缩未反应核模型对其反应过程进行了表征,得到石灰石直接硫化反应的速率常数K... 采用热重分析法研究了石灰石直接硫化反应过程,结果表明,直接硫化可以使Ca达到很高的转化率,而且直接硫化速率随Ca转化率的升高而减小,随温度的升高而增大.用收缩未反应核模型对其反应过程进行了表征,得到石灰石直接硫化反应的速率常数Ks及产物层扩散系数De的Arrhenius表达式.石灰石直接硫化反应动力学分析表明,石灰石直接硫化在开始时由化学反应动力学控制,一旦CaSO4产物层形成,逐渐变为由通过产物层扩散控制.表观活化能和有效扩散系数分析表明通过产物层扩散为固态离子扩散. 展开更多

关键词 直接硫化 收缩未反应核模型 石灰石 动力学

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液—固相反应薄片颗粒的宏观动力学 被引量：4

13

作者 张兴法 陈祥迎 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第4期518-521,共4页

在非金属矿的深加工过程中 ,由于矿石结构致密 ,大多数液—固相反应符合缩芯模型 ,其中包含有边界移动的不稳定扩散。文章给出了薄片颗粒的不稳定内扩散方程及其精确解 ,并导出了宏观反应速率方程。它可用于分析工况强化反应过程以及反... 在非金属矿的深加工过程中 ,由于矿石结构致密 ,大多数液—固相反应符合缩芯模型 ,其中包含有边界移动的不稳定扩散。文章给出了薄片颗粒的不稳定内扩散方程及其精确解 ,并导出了宏观反应速率方程。它可用于分析工况强化反应过程以及反应器的设计计算。 展开更多

关键词 薄片颗粒 内扩散方程 宏观努力学 液-固相反应

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利用电石渣进行赤泥脱碱研究 被引量：2

14

作者 王亚丽 丁思哲 王玲玉 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第10期3617-3623,共7页

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物,高碱含量限制了其利用。利用电石渣替代天然钙基材料进行赤泥脱碱,分析脱碱温度、电石渣掺量、液固比、反应时间四个因素对脱碱效果的影响,探究电石渣进行赤泥脱碱的反应机理。结果表明... 赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物,高碱含量限制了其利用。利用电石渣替代天然钙基材料进行赤泥脱碱,分析脱碱温度、电石渣掺量、液固比、反应时间四个因素对脱碱效果的影响,探究电石渣进行赤泥脱碱的反应机理。结果表明,随着温度升高、电石渣掺量增加、反应时间增加,赤泥脱碱效率升高;在温度为90℃、液固比为4∶1、反应时间为360 min、赤泥与电石渣的质量比为1∶1的反应条件下,脱碱效率达到81%,脱碱后赤泥中的Na2O含量不大于1%(质量分数),满足水泥原料的要求。电石渣进行赤泥脱碱反应符合内扩散未反应收缩核模型,提高反应温度与反应物的质量均可提高脱碱率。 展开更多

关键词 赤泥 石灰脱碱 电石渣 脱碱效率 内扩散未反应收缩核模型

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氧燃烧方式下石灰石直接固硫反应模拟

15

作者 王小锋 白鹏 +4 位作者 闫志强 刘豪 邱建荣 张盛诚 冯前伟 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3243-3250,共8页

氧燃烧方式下高浓度CO2气氛使得石灰石与SO2的气固反应存在直接固硫和间接固硫两种方式。在热重分析仪上进行了石灰石直接硫化的实验,考察了温度、SO2浓度对直接固硫反应的影响。基于球形颗粒气体扩散理论,在未反应收缩核模型的基础上... 氧燃烧方式下高浓度CO2气氛使得石灰石与SO2的气固反应存在直接固硫和间接固硫两种方式。在热重分析仪上进行了石灰石直接硫化的实验,考察了温度、SO2浓度对直接固硫反应的影响。基于球形颗粒气体扩散理论,在未反应收缩核模型的基础上推导出一种从实验数据计算化学反应速率常数和SO2反应级数的新方法。同时在已有研究的基础上改进了产物层扩散系数的计算方法,并采用未反应收缩核模型对不同温度、SO2浓度条件下石灰石直接固硫反应进行模拟,模拟结果与实验结果较为吻合。在所建立模型的基础上定性讨论了温度、孔隙率、平均孔径对产物层有效扩散系数的影响,发现温度对有效扩散系数影响很显著,而孔隙率、平均孔径的影响较小。 展开更多

关键词 氧燃烧 高浓度CO_2气氛 未反应收缩核模型 直接固硫

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硼在碱解反应过程中的动力学研究

16

作者 谢炜 唐镇宇 +3 位作者 符寒光 邹诚茜 匡加才 邓应军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期158-162,共5页

为了深入研究硼矿碱法浸出过程,以700℃焙烧后的宽甸含硼尾矿为原料,基于缩核模型,推导了矿样中的硼在NaOH溶液中进行碱解反应的动力学方程,并以原料进行碱解实验,根据实验结果对理论推导的动力学方程进行拟合与验证。研究表明:实验条... 为了深入研究硼矿碱法浸出过程,以700℃焙烧后的宽甸含硼尾矿为原料,基于缩核模型,推导了矿样中的硼在NaOH溶液中进行碱解反应的动力学方程,并以原料进行碱解实验,根据实验结果对理论推导的动力学方程进行拟合与验证。研究表明:实验条件下硼的碱解反应过程符合缩核模型,硼在碱解反应过程中的动力学方程为t=42.4954[(1-X)^(-1/3)+1/3ln(1-X)-1]+0.0338[(1-X)^(-2/3)-1],其动力学过程主要受扩散控制,升高溶液温度、提高NaOH溶液浓度及降低矿样粒度均有利于碱解时间缩短,反应尽快完成。动力学研究为硼矿的碱法处理应用奠定了初步的理论基础。 展开更多

关键词 含硼尾矿 缩核模型 碱解反应 动力学 扩散控制

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H_2S在颗粒脱硫剂上反应的动力学性能

17

作者 赵贵兵 姚虎卿 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期162-167,共6页

以自制含30％K2CO3的固体脱硫剂在20℃常压下分离N2－H2S气体混合物，研究H2S与柱形单颗粒固体中的K2CO3反应的动力学性能。在灰层扩散控制区，由核收缩模型得到的方程：Kt＝（1-x）ln（1-x）＋x能很好地描述实验数据。并由此得到了H2S... 以自制含30％K2CO3的固体脱硫剂在20℃常压下分离N2－H2S气体混合物，研究H2S与柱形单颗粒固体中的K2CO3反应的动力学性能。在灰层扩散控制区，由核收缩模型得到的方程：Kt＝（1-x）ln（1-x）＋x能很好地描述实验数据。并由此得到了H2S在颗粒灰层内的有效扩散系数。发现在低浓度条件下，H2S在灰层内的有效扩散系数与其浓度无关。 展开更多

关键词 脱硫剂 颗粒 硫化氢 碳酸钾 脱硫剂 动力学

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浅析Fick定律描述CO+H2混合气体还原铁矿物内扩散环节的偏差

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作者 张京 孟繁超 +1 位作者 邵磊 邹宗树 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2019年第3期169-174,共6页

针对铁矿物的气固还原,钢铁冶金领域内主要采用未反应核模型对其进行研究.目前即使考虑还原剂为CO+H 2混合气体,也就是CO-CO 2-H 2-H 2O四元体系参与扩散的情况,未反应核模型中对内扩散环节的描述仍以仅严格适用于二组元扩散体系的Fick... 针对铁矿物的气固还原,钢铁冶金领域内主要采用未反应核模型对其进行研究.目前即使考虑还原剂为CO+H 2混合气体,也就是CO-CO 2-H 2-H 2O四元体系参与扩散的情况,未反应核模型中对内扩散环节的描述仍以仅严格适用于二组元扩散体系的Fick定律为主.因此,本文以精确描述复杂多组元体系传质过程的Maxwell-Stefan关系式为基础,首先建立与其耦合的铁矿物气固还原单界面未反应核模型,并开发相关数值算法.然后,通过比较相同条件下基于Fick定律未反应核模型(Fick模型)和基于Maxwell-Stefan关系式未反应核模型(M-S模型)的计算结果,探讨采用Fick定律描述多组元气体内扩散相对于采用Maxwell-Stefan关系式描述多组元气体内扩散的偏差.研究结果表明,相比于M-S模型,Fick模型计算的CO还原速率偏小,H 2还原速率偏大,总还原速率偏大,并且这些偏差随矿石还原度的提高和固体产物层结构参数的减小而增大.对某一组元(CO或H 2)的还原速率而言,Fick模型的计算偏差随该组元含量的增加而减小.对总还原速率而言,各组元含量越接近,Fick模型的计算偏差越大.与之相反,各组元含量差异越大,Fick模型的计算偏差越小. 展开更多

关键词 铁矿石还原 气固反应 等摩尔反向扩散 多组元气体扩散 未反应核模型

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磷酸分解磷矿的动力学及影响因素研究 被引量：4

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作者 周海 杨三可 解田 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1472-1477,共6页

探究磷酸浓度、磷矿粒径、液固比、搅拌速度、反应温度等因素对磷矿溶解动力学的影响。结果表明,磷矿的转化率随着磷酸浓度、液固比、反应温度、搅拌速度的增大而增大,随粒径的减小而增大。磷矿的溶解过程可用缩芯模型来描述,表观活化能... 探究磷酸浓度、磷矿粒径、液固比、搅拌速度、反应温度等因素对磷矿溶解动力学的影响。结果表明,磷矿的转化率随着磷酸浓度、液固比、反应温度、搅拌速度的增大而增大,随粒径的减小而增大。磷矿的溶解过程可用缩芯模型来描述,表观活化能为11.36 kJ/mol,低活化能验证了该过程的控制步骤为固体膜扩散控制,并建立了溶解过程的动力学模型,得到实验值与计算值拟合度较好,相关系数为0.98。 展开更多

关键词 磷矿 转化率 动力学 缩芯模型 活化能

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氯化焙烧铜熔炼渣回收铅工艺及动力学研究 被引量：4

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作者 张倍恺 郭学益 +3 位作者 王亲猛 李中臣 田庆华 李栋 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期72-76,共5页

以CaCl_(2)为氯化剂,进行了氯化焙烧铜熔炼渣回收铅的研究,考察了焙烧温度、保温时间、氯化剂添加量和空气流量对铅金属回收率的影响,探讨了铜熔炼渣中铅的氯化挥发动力学。结果表明,当焙烧温度950℃、焙烧时间12 min、CaCl_(2)添加量10... 以CaCl_(2)为氯化剂,进行了氯化焙烧铜熔炼渣回收铅的研究,考察了焙烧温度、保温时间、氯化剂添加量和空气流量对铅金属回收率的影响,探讨了铜熔炼渣中铅的氯化挥发动力学。结果表明,当焙烧温度950℃、焙烧时间12 min、CaCl_(2)添加量10%、空气流量100 mL/min时,铅的金属回收率达到92.71%。铜熔炼渣中铅的氯化挥发过程遵循界面化学反应控制的未反应核收缩模型,其反应表观活化能为83.002 kJ/mol。 展开更多

关键词 氯化焙烧 铜熔炼渣 铅 动力学 未反应核收缩模型 界面化学反应 表观活化能

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