非等温条件下氢气还原Fe2O3-NiO制备镍铁合金的反应动力学

• 作者: 丁志广 周世伟 张海培 李博 魏永刚
• 来源期刊: 中国有色金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 还原动力学 Fe2O3-NiO 镍铁合金 机理函数
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 矿业工程·冶金工程·化学与化工
• 页码范围: 171-177
• 页数: 7页
• 分类号: TF815
• 字数: 4152字
• 语种: 中文

摘要

主要研究不同质量比的Fe2O3-NiO在氢气气氛下还原过程的非等温动力学.根据热分析动力学研究方法,结合样品的质量损失曲线,获得了样品在非等温还原过程中的动力学曲线,并确定Fe2O3-NiO体系在氢气气氛下还原过程的最佳机理函数(G(α)=[-ln(1-α)]4),过程受随机成核和随后生长机理控制.结果表明:当样品中Fe2O3-NiO质量比从1∶2变化到2∶1时,还原反应过程的活化能从249.821 kJ/mol增加至390.074 kJ/mol;随着体系中NiO含量增加,还原反应开始的温度逐渐降低,还原产物物相由铁纹石相(Fe,Ni)和镍纹石相(Fe,Ni)逐渐转变为镍铁合金相(FeNi3),产物微观颗粒尺寸变得不均匀.通过建立数学模型,验证了反应过程中反应分数的模型计算值与实验测量值具有良好的相关性.