首钢烧结矿还原动力学

采用热重法在1173～1373 K、全CO气氛条件下,对首钢烧结矿进行还原动力学实验,确定了还原反应的表观活化能,进而推断在还原反应的前期烧结矿还原速率均由界面反应控制,还原反应后期的控制环节为固相扩散.分别由未反应核模型和固相反应动力学模型,分段给出不同温度下控制环节突变的时间点;通过动力学公式计算,得出不同温度下的反应速率常数和固相扩散系数.利用光学显微镜观察了烧结矿在各还原阶段的微观形貌,验证了烧结矿还原动力学的机理,同时也证明了扩散控制阶段使用体积缩小的未反应核模型与实际情况是吻合的.     

炼镁还原罐内传热与化学反应的耦合特性

为了综合分析还原罐内传热过程及化学反应过程对Pidgeon炼镁工艺中产镁速率和反应转换率的影响机理,建立了具有耦合特征的传热和反应动力学模型。利用该模型对炼镁过程进行了数值模拟,获得了还原罐内的温度和产镁速率的空间分布和时间分布,并分析了罐外等效换热系数对上述结果的影响。结果表明:罐中心区域与罐壁处的温度及反应速率存在较大差值;球团的吸热反应特性及导热热阻是影响产镁速率和反应转换率的主要原因,而等效换热系数在达到一定数值后,对罐内的工作过程影响不大。     

炼镁还原罐内传热与化学反应的耦合特性

为了综合分析还原罐内传热过程及化学反应过程对Pidgeon炼镁工艺中产镁速率和反应转换率的影响机理,建立了具有耦合特征的传热和反应动力学模型。利用该模型对炼镁过程进行了数值模拟,获得了还原罐内的温度和产镁速率的空间分布和时间分布,并分析了罐外等效换热系数对上述结果的影响。结果表明:罐中心区域与罐壁处的温度及反应速率存在较大差值;球团的吸热反应特性及导热热阻是影响产镁速率和反应转换率的主要原因,而等效换热系数在达到一定数值后,对罐内的工作过程影响不大。     

炼钢用锰球团矿直接合金化动力学

用锰球团矿对钢的直接合金化的动力学过程进行了研究，讨论了初始钢中碳、渣中MnO含量和渣的碱度及炉温等与反应过程渣中MnO的还原速率的关系．MnO还原的表观反应级数为一级．实验得到锰的平均回收率为79．67％．     

分段尝试法研究半焦/CO2气化反应过程动力学

为了深入了解半焦与CO2的气化反应过程动力学,本文通过不同升温速率下的非等温实验,确定在不同阶段下富鼎半焦与CO2的气化机理.采用分段尝试法研究富鼎半焦与CO2气化反应过程动力学,确定反应过程前期与后期的机理函数分别为f(α)=(1-α)[1-ψln(1-α)]1/2和f(α)=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1,从而建立相应动力学模型,计算反应过程不同阶段的动力学参数.通过对不同阶段的动力学模型进行数据拟合,实验数据与模型吻合较好,相关系数都大于0.98.最后,根据求得的动力学参数,确定不同升温速率下活化能的补偿效应,即活化能与指前因子的关系式.     

印度尼西亚海砂氧化性球团氢气还原机理

对印度尼西亚海砂矿氧化性球团氢气还原的规律做了较详细的研究。实验采用失重的方法,通过对反应过程的物相变化、热力学以及动力学方面的分析,探究了海砂球团矿氢气还原的机理。结果表明：温度在800℃和850℃,还原反应的最终产物主要是FeTiO3,整个反应限制环节是由两个不同阶段的过程组成,反应开始阶段由界面化学反应控制,之后由界面化学反应与内扩散共同控制；在900、950和1000℃三个温度下,反应产物中有钛氧化物出现,整个还原反应由三个不同的限制性环节组成,开始由界面化学反应控制,反应中间阶段是由界面化学反应和内扩散共同控制,反应后期则是由内扩散控制为主。     

球团矿还原的动力学模型分析

基于还原炉控温还原实验,通过分析CO和H2还原球团矿过程中的反应速率模型,提出两种气体混合后还原球团矿的反应动力学模型,得到还原过程中阻力和反应速率随温度及还原度的变化规律,得出结论:CO还原球团矿时,内扩散阻力所占比例随着温度及还原度增加而变大;H2还原球团矿时,内扩散属于速率控制环节;混合气还原球团矿时,反应速率随温度升高而增大,温度低于500℃时,CO浓度增加,反应速率降低,而温度超过500℃后,反应速率则随着CO浓度的增加而增大;混合气反应速率模型的计算值与实验结果一致。     

镁钙砂碳酸化反应机理研究

采用单一扫描速率（2℃/min）法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性反应动力学研究提供相关信息.研究结果表明,镁钙砂细粉碳酸化反应初期MgO的碳酸化和CaO碳酸化反应前期机理,可用n=2的Avrami-Erofeev随机成核、随后生长模式函数描述,后期（相对转化率大于33%～38%）则可用Jander或Ginstling-brounshtein三维扩散模式函数描述.同时,MgO碳酸化反应产生的体积效应导致CaO反应前期表观活化能大幅度降低.     

富氧率对钒钛磁铁矿球团还原行为的影响

模拟研究了不同富氧率条件下钛磁铁矿氧化球团的还原过程.通过扫描电镜观察钒钛磁铁矿球团还原过程中的微观结构变化,结合能谱仪研究分析了还原过程中产物的分布变化.结果表明,富氧率的提高对还原度和还原速率提高有明显促进作用.还原过程中钛铁分离伴随着Al元素向高钛矿中迁移富集,最终Al与Ti原子数比为1∶3,Al很可能与钛铁氧化物固溶,形成某种复合化合物并导致球团矿还原难度增加.运用三种不同模型对球团矿还原过程对比分析,发现混合模型可以很好地表征球团矿不同阶段的还原过程.利用混合模型计算得出球团矿还原过程的动力学参数.结果表明,随着富氧率的升高,球团矿还原活化能逐渐降低,从不富氧到富氧79%条件下,活化能由26.5 k J/mol降低到19.68 k J/mol,活化能的降低增加了相同条件下活化分子的数量,提高了反应速率,有利于球团矿在较低还原温度条件下快速反应.     

微波场中锰矿粉碳热还原反应研究

采用微波加热和常规加热对锰矿粉的碳热还原反应进行了研究.利用热重分析仪研究温度、粒度和碳氧原子摩尔数比等因素对微波场中锰矿粉碳热还原反应速率的影响,并通过拟合得到碳热还原反应过程动力学方程,进而得到微波加热相对于常规加热碳热还原的速率增加因子Q.实验结果表明:在微波加热时,随着碳氧原子摩尔数比的升高,物料升温速率随之提高;同时,反应前期升温速率较大,随着反应的进行,升温速率逐渐降低.提高碳氧原子摩尔数比和温度,微波加热碳热还原反应速率加快.减小粒度可以提高反应速率,但当粒度减小到150目时,进一步减小粒度后,反应速率不会有明显的提高.相同的温度和保温时间下,微波加热失重率远大于常规加热,微波加热的促进作用在低温和低温反应后期更为显著.     

1,6-己二醇/顺丁烯二酸酐缩聚反应的动力学

在对二元酸与二元醇的缩聚反应动力学进行研究时发现,反应过程中体系密度的变化对动力学测定有一定的影响,聚酯化动力学参数用体积摩尔浓度表示更为合理。采用体积摩尔浓度(mol·L-1)单位推导出适合该反应的总包动力学方程,计算出该反应体系的速率常数和反应活化能。结果表明,以体积摩尔浓度为单位的反应速率常数大于以质量摩尔浓度表示的反应速率常数,两者之间的相对误差随着温度的升高而增大。     

焙烧温度对氧化球团性质及其气基直接还原过程的影响

考查焙烧温度对氧化球团抗压强度、孔隙率、Fe3O4含量及显微结构等性质的影响,研究不同焙烧温度下球团的还原行为,计算其还原过程动力学并确定还原过程的限制性环节。研究结果表明:随着焙烧温度的升高,氧化球团抗压强度增大,晶粒间互联及渣相增多,球团内Fe3O4含量及孔隙率则明显降低;在1 200℃焙烧时球团还原最快,其次为1 150℃和1 250℃,最慢的是于1 100℃焙烧球团;在1 100,1 150和1 200℃焙烧球团还原过程受界面化学反应控制,而1 250℃焙烧球团在还原过程前期受界面化学反应控制,后期受内扩散控制。     

铬渣NaCl浸出动力学

通过研究铬渣NaCl浸出过程中Cr(Ⅵ)浓度随时间的变化,建立该反应的动力学方程,确定初始pH值、振荡速度对反应速率常数的影响,并计算相应的反应表观活化能。结果表明,铬渣NaCl浸出过程为0.26级反应,反应速率常数为3.38×10-7 mol/(L.s);pH值和振荡速度增大,反应速率常数不断增大,CaCrO4溶解率增加,溶解速率加快;该反应的表观活化能为34.24 kJ/mol,Cr(Ⅵ)浸出速率受温度影响较大。     

覆铜箔层压板专用双酚A二缩水甘油醚的合成及反应动力学

采用二步法合成了覆铜箔层压板专用的双酚A二缩水甘油醚,考察了不同反应条件对产物的总氯含量、环氧值、分子量及分子量分布的影响.采用高效液相色谱仪对合成反应过程中的反应动力学进行了研究,并对催化醚化过程中各步反应速率常数及反应活化能进行了计算.计算结果显示,酚羟基醚化反应为二级反应,氯羟基醚闭环反应为一级反应.     

分段法研究烧结矿还原的动力学过程

根据工业生产烧结矿的还原动力学特点,从冶金传输原理的质量传输和化学反应的基本原理出发,针对还原过程中的不同阶段分别建立了立方体颗粒的化学反应过程动力学和分子扩散过程的新模型.在所建立模型的基础上采用分段法研究了CO还原烧结矿的反应过程动力学,得出不同限速性环节转换的时间点和相关的动力学参数,进而给出了动力学参数与温度的关系式.通过对工业生产烧结矿还原过程中的微观结构变化的观察验证了该模型对不同限速环节判断的准确性及其合理性.采用分段法可以确定出不同控制环节的转换时间点和动力学参数可以普适地用在其他反应过程动力学的研究中.     

印刷线路板热分解动力学特性

应用热重法对印刷线路板在不同的氮气／氧气气氛、不同的加热速率条件下的反应动力学进行研究。采用Friedman多个升温速率法分析反应机理,得到了不同氧浓度和加热速率下的反应动力学方程及动力学参数。研究表明：在氧气存在条件下,样品热分解反应分为两个阶段,加热速率的提高使热分解反应推迟,两个阶段反应过程的表观活化能有很大差别,反应分别受不同的化学反应机理控制。     

钒钛磁铁矿球团H_2-CO气体还原动力学研究

本文研究了钒钛磁铁矿中性焙烧球团矿用 H_2、CO 和 H_2-CO 混合气体还原,气体的氧化度和球团矿粒度等对还原速度的影响;讨论了反应速度常数与温度的关系,一界面未反应核模型的适应性,以及还原过程中的相对阻力;推荐了这种球团矿还原的基本工艺参数。     

H2O2催化分解速率常数的测定及实验条件考察

过氧化氢（H2O2）的分解属于一级反应,该反应是化学动力学研究中较经典的实验内容。反应速率的测定及反应机制的确定是新药研究的基础,由于新药的稳定性及其药物在体内的吸收、分布、代谢等过程多涉及一级反应动力学,因此在药学类专业开设H2O2分解实验具有实际意义。采用静态法测定H2O2分解反应的速率常数和半衰期;考察催化剂浓度、搅拌条件等因素对反应速率常数的影响。结果显示催化剂浓度越大,反应速率常数越大;搅拌快慢及搅拌子大小对反应速率常数没有明显影响。H2O2分解反应作为物理化学创新性实验是可行的。     

博落回生物碱的超声提取动力学模型

超声法提取博落回果荚中主要生物碱,并采用HPLC法对提取液进行生物碱含量测定,以此来研究博落回果荚中主要生物碱在超声条件下提取的动力学特征.获得了提取液中四种主要生物碱(原阿片碱,别隐品碱,血根碱和白屈菜红碱)的含量,并根据等温动力学方程图解法确定了提取过程的反应级数.求得了不同温度下四种主要生物碱的反应速率常数k,进一步依据速率常数k求得了四种生物碱的活化能.结果表明,超声提取博落回果荚中主要生物碱的过程符合二级动力学方程的模型.     

基于Energiron的球团矿气体还原动力学及其机理

基于Energiron工艺,采用线性拟合、相关系数对比、扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等研究方法,考察酸性氧化球团矿在特定还原气氛下的气基还原过程。研究结果表明:反应过程可分为3个阶段,第1阶段(0~5 min)控速环节为界面化学反应,表观活化能为28.8 k J/mol;第2阶段(5~28 min)为界面化学反应和内扩散混合控速;第3阶段(28~34 min)控速环节为内扩散;同时得出不同温度下的有效扩散系数Deff和反应速率常数krea,拟合出krea与温度T的关系式;最后给出内扩散阻力和界面化学反应阻力随时间的变化趋势。