KCl对锆英砂分解机制函数及动力学参数的影响

稀有金属, 2016, 40(12): 1265-1269. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY15072302

KCl对锆英砂分解机制函数及动力学参数的影响

白宾 ^1, , 陈伟东 ^2, , 闫淑芳 ^3, , 刘飞 ^4, , 马文 ^5, , 徐志高 ^6,

1.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古自治区锅炉压力容器检验研究院,内蒙古呼和浩特010020

2.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特,010051

3.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特,010051

4.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特,010051

5.内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特,010051

6.武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室,湖北武汉,430073

基金项目: 内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划项目(NJYT-13-B10)资助国家自然科学基金项目(51364026) 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-13-0847)

关键词：锆英砂 , KCl , 机制函数 , 动力学参数

Zircon Decomposition Mechanism Function and Kinetic Parameters with KCl Additives

Keywords： zircon sand , KCl , mechanism function , kinetic parameters

采用KCl作为添加剂,根据差示扫描量热仪(DSC)测得的DSC曲线,对非等温动力学微分方程采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth法拟合实验数据,逻辑选择确定KCl-NaOH混合碱熔分解锆英砂的最可几微分机制函数及动力学参数,并对碱熔分解过程进行动力学分析c研究结果表明:KCl-NaOH混合碱熔分解锆英砂在分解深度为0.01 ～0.09范围内时,最可几微分机制函数为f(a)=(1-a)2,表观活化能和指前因子分别为199.7 kJ·mol-1和1×1010.39s-1当分解深度为0.29 ～0.60时,最可几微分机制函数转变为f(a)=3/2[(1-a)-1/3-1]-1,表观活化能和指前因子转变为139.25 kJ·mol-1和1×108.52s-1 KCl的加入改变了碱熔分解反应的表观活化能和指前因子,使得碱熔分解反应表观活化能降低,碱熔体系的反应速率增大.KCl-NaOH混合碱熔分解锆英砂反应在609～ 665℃时,为化学反应控速.随着碱熔分解反应的继续进行,当反应温度为730 ～811℃时,锆英砂表面不断被产物层包裹,反应机制转变为三维扩散,球形对称,扩散控制过程.

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