菱鎂礦分解熱衡算和動力學(xué)研究.pdf

1、本文介紹了菱鎂礦（化學(xué)成分MgCO3）的研究背景和應(yīng)用現(xiàn)狀，以及由菱鎂礦制備電熔鎂的主要化學(xué)工藝，對菱鎂礦分解（化學(xué)式MgCO3→MgO+CO2）過程進(jìn)行了熱衡算研究和動力學(xué)研究。
　　采用熱焓方法計(jì)算出生產(chǎn)一噸MgO的化學(xué)分解過程吸熱量Q為7.9×109J。理論電耗為2194 kWh。
　　在氮?dú)夂投趸純煞N氣氛下對不同質(zhì)量的塊狀菱鎂礦進(jìn)行了一系列熱重(TG)實(shí)驗(yàn)，得到了不同條件下菱鎂礦分解的TG曲線圖，從圖中分析可知，

2、隨著升溫速率的升高，TG曲線向高溫區(qū)移動，出現(xiàn)溫度滯后效應(yīng)。運(yùn)用德國耐馳公司的Kinetics-Analysis軟件對TG曲線進(jìn)行分析，采取三種無模式配合法，即ASTM E698，F(xiàn)riedman，F(xiàn)WO方法計(jì)算擬合出不同條件下菱鎂礦分解的動力學(xué)三因子:活化能E、指前因子值A(chǔ)和機(jī)理函數(shù)f(α）。
　　研究表明，在氮?dú)鈿夥障?，質(zhì)量規(guī)格為40 mg和120mg樣品的活化能值和指前因子值比較相近，ASTM E698方法求得結(jié)果為:40

3、mg，活化能E=172.3±56.9 kJ/mol，指前因子的對數(shù)log(A/s-1)=6.97;120 mg，活化能E=176.9±24.5 kJ/mol，指前因子的對數(shù)log(A/s-1)=7.00。當(dāng)質(zhì)量繼續(xù)增大時，活化能值和指前因子值隨著樣品質(zhì)量的增加而減小。在二氧化碳?xì)夥障?，活化能值和指前因子值均隨著樣品質(zhì)量的增加而減小。兩種氣氛下菱鎂礦的分解機(jī)理都遵循三級相邊界擴(kuò)散反應(yīng)機(jī)理（R3模型），其函數(shù)方程式為3(1-α)2/3。