铁酸钙与赤铁矿非等温还原动力学

采用非等温热重的方法,在30%CO＋70%N_2（体积分数）气氛下,以10 K·min^（-1）升温至1123 K的过程中,比较了铁酸钙与赤铁矿的逐级还原过程及其还原动力学.结果表明：铁酸钙和赤铁矿开始还原温度分别为873 K和623 K;由反应速率与反应度的关系及分阶段X射线衍射物相分析发现,铁酸钙还原过程为两段式反应（Ca O·Fe_2O_3→2CaO·Fe_2O_3→Fe）,而赤铁矿还原过程为传统的三段式反应（Fe_2O_3→Fe_3O_4→Fe O→Fe）.通过Freeman-Carroll法计算得知铁酸钙和赤铁矿的还原平均活化能分别为49.88和43.74 k J·mol^（-1）;铁酸钙还原过程符合随机成核随后生长模型,动力学模式函数为Avrami-Erofeev方程,其积分形式为[-ln（1-α）]~n;而赤铁矿还原过程动力学机理分为两部分,在还原度α为0.1~0.5时,为三级化学反应模型,模式函数积分形式为1-（1-α）~3;在α为0.5~0.9时,符合二维圆柱形扩散模型,动力学模式函数为Valensi方程,其积分形式为α＋（1-α）ln（1-α）.

钒氧化物还原过程中物相转变热力学规律研究

针对钒氧化物间接还原条件下的逐级还原规律进行理论计算,其逐级还原规律为：当温度在273~987K时,V_2O_5→VO_2→V_3O_5→V_2O_3→VO→V;当温度在987~2 500 K时,V_2O_5→VO_2→V_2O_3→VO→V;分析了钒氧化物稳定存在的温度区间,分别为：VO_2为273~623 K,V_3O_5为623~713 K,V_2O_3为713~1 393 K,VO为1 393~1 882K,V为1 882~2 500 K;得到了V-O-CO系平衡状态图。同时考虑压力与活度对于平衡状态图的影响,获得了变化规律。增加C和S的含量能够降低钒的活度,增加Si、Mn、P、V、Ti、Cr的含量则会增加钒的活度,考虑钒的活度时氧化钒的初始还原温度变为1 213 K;压力的增加会使氧化钒还原的初始温度升高,压力分别为0.000 1、0.001、0.01、0.1、1 MPa下,初始还原温度分别为943、1 053、1 190、1 381、1 642 K。