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六聚钒酸铵的等温绝热过程.pdf

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第卷第期钢铁钒钦 年月、 六聚钒酸按的等温绝热过程 徐涛 攀枝花钢铁研究院 摘要利用差示扫描量热仪分析了六聚饥酸铁在氮气、氧气下的反应过程利用 动力学软件计算了六聚饥酸铁的反应动力学参数讨论了等温、绝热过程中,反应百分数、反 应时间、温度之间的相互关系。 关镇词六聚钒酸铁‘二差示扫描量热动力学等温过程绝热过 程 压 份,二 ,详 、,‘‘一,,, 引言下的分解氧化过程。 攀钢五氧化二钒车间利用含钒钢渣焙实验方法 烧,经碱浸后加硫酸调值到,过滤后试样情况 得生产五氧化二钒的中间产物多聚钒酸钱实验所采用六聚钒酸按〔‘‘ , 盐其主要成分及结构为六聚钒酸钱·〕均取自攀钢五氧化二钒车间。实验 ·。 〔,〕〔,’六聚钒酸按经焙前经脱水处理,试样粒度小于目。 烧后得工业五氧化二钒。实验设备 由于六聚钒酸按是生产五氧化二钒的重实验设备系美国公司生产的系列 要原料,因此,对六聚钒酸按分解过程的研究热分析仪之差示扫描量热仪实验过 就显得越来越重要。笔者通过对六聚钒酸按程由计算机控制温度精度士 · 的差示扫描量热℃量热精度士,最大灵敏度拼 · 简称分析经动力学软件。天平为公司生产一百万分之一 处理后,讨论了六聚钒酸按在等温、绝热条件天平。增涡为铝柑涡,实验前对温度及热量进 钢铁钒钦 行校准,实验气体为高纯,,经干燥后通氧气条件下 入差示扫描量热仪。 实验过程个△ 将干燥后的试样,称量后放入铝柑涡中说明六聚钒酸按在氮气、氧气条件下其 经封样器封好后,放入样品池内。升温反应行为不同。在氮气条件下,用试纸测 速度℃,气体流量,参比到了氨气的存在然而在氧气条件下,则 样为空白铝增涡。试纸没有变化,证明了对六聚钒酸钱在不同 实验结果与讨论气氛下其反应过程的推测。 六聚钒酸钱分解、氧化的动力学计等温过程计算 算对六聚钒酸按的动力学计算主要用来讨 实验结果绘于图。其中线为氮气条论其等温状态下的反应过程。 件线为氧气条件。将所得的曲线经等温状态下时间对温度的关系 动力学软件处理,得到,。分解、氧等温状态下,曲线表示在某一温度 化的动力学参数,结果见表。下达到一个给定反应百分数所需的时间。见 图。 白性﹄月︺︸ ,当时实际毛镇, 一一 ‘万 护石而不飞忘丽 七弓沙已而 当护时, 一一‘一” 不一二·一,·一￡尺丁 二, 二二一式中为反应时间,为反应级数为 、卜二 反应百分数为频率因子为反应活化 能为气体常数为绝对温度。 图六聚钒酸钱的实验曲线图是将实验所得数据经计算机用上式 进行处理后绘出的。 较,亲件下考‘‘‘分解动力学参数 ‘口白直, 条件频率因子反应活化能反应级数姗、、 一 二,,”认讯护 黑一 致一 氮气条件 一 国蓄三日 一 氧气条件 一 注负号表示放热反应 之宋 由表中的数据表示条件下为吸热 等温温度,℃ 反应,条件下为放热反应,因此推测 ,的分解过程如下。 图氮气条件下温度和反应百分数 氮气条件下 对反应时间的影响 ,。一个 △月由图可以看出,随着等温温度的升高 年第卷第期 反应达到某一百分数所需时间呈对数关系减间呈指数关系变化的规律。 少。图中给出了反应率达到,写, ,,条曲线,分别表示各自的等 温反应时间与温度的关系。同样,图表示氧 次。 气条件下六聚钒酸按的等温反应过程,也给 出,环,,,肠条曲线,分别 表示各自的等温反应时间与温度的关系。由 图,看出,随着反应百分数增大,等温温度 升高,反应时间缩短在反应达到某一百分数一 ,,, ,,寸 时反应时间随温度升高而成对数关系下降 最后达到瞬间完成。 图氮气条件下时间和温度对反应 、︸、、 叭、叭百分数的影响 东卜日丫万 下一 匕今︸八日 、 蓄宜已三⋯一一一一门 次、卜 彭次全尽二 · 图氧气条件下温度和反应百分数时间, 对反应时间的影响 图氧气条件下时间和温度对反应 等温状态下反应百分数与时间百分数的嗓于响 的关系图,所表现出来的规律或趋势是一致 在给定等温温度后,曲线表示反应百分应的,所不同的是它们反应的剧烈程度及热效 数与时间的关系,见图。 当一时实际蕊,毛,等温状态下反应百分数与温度 一一〔一二··一〕的关系 当笋时,在给定的反应时间后,曲线表示反应百 。 一〔一一·二··一分数对温度的关漂,见图, 〕,卜,当一实际镇簇, 图曲线是经计算机数据处理后,得出的一〔一二··一〕 在氮气条件下反应时间和温度对反应百分数当,笋时, 的影响。一一〔一一···一 由图分析,随着等温温度升高,反应时〕’“一, 间缩短,反应百分数增大在某一温度等温,将实验数据经上式处理后,得图,。图 反应时间越长,反应百分数就越大这种关系是根据氮气条件下获得的数据绘成。图是根 呈指数规律变化。同样,图则表示氧气条件据氧气条件下获得的数据绘制而成。 下,六聚钒酸按