菱鎂礦分解熱衡算和動力學研究.pdf

1、本文介紹了菱鎂礦（化學成分MgCO3）的研究背景和應用現(xiàn)狀，以及由菱鎂礦制備電熔鎂的主要化學工藝，對菱鎂礦分解（化學式MgCO3→MgO+CO2）過程進行了熱衡算研究和動力學研究。
　　采用熱焓方法計算出生產一噸MgO的化學分解過程吸熱量Q為7.9×109J。理論電耗為2194 kWh。
　　在氮氣和二氧化碳兩種氣氛下對不同質量的塊狀菱鎂礦進行了一系列熱重(TG)實驗，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。運用德國耐馳公司的Kinetics-Analysis軟件對TG曲線進行分析，采取三種無模式配合法，即ASTM E698，F(xiàn)riedman，F(xiàn)WO方法計算擬合出不同條件下菱鎂礦分解的動力學三因子:活化能E、指前因子值A和機理函數(shù)f(α）。
　　研究表明，在氮氣氣氛下，質量規(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。當質量繼續(xù)增大時，活化能值和指前因子值隨著樣品質量的增加而減小。在二氧化碳氣氛下，活化能值和指前因子值均隨著樣品質量的增加而減小。兩種氣氛下菱鎂礦的分解機理都遵循三級相邊界擴散反應機理（R3模型），其函數(shù)方程式為3(1-α)2/3。