硫酸铵分解过程及其热分解动力学研究

作     者：吴迪 李来时 王俊凯 吴玉胜 王昱征 李明春 WU Di;LI Laishi;WANG Junkai;WU Yusheng;WANG Yuzheng;LI Mingchun

作者机构：沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870 

出 版 物：《无机盐工业》 (Inorganic Chemicals Industry)

年 卷 期：2023年第55卷第10期

页      面：86-92页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主　　题：硫酸铵 热分解 分解动力学 热重分析 

摘      要：硫酸铵热分解能为硫酸氢铵溶液浸出粉煤灰提取氧化铝工艺过程提供硫酸氢铵溶液和氨水,研究硫酸铵热分解过程的机理和热分解动力学具有重要意义。通过X射线衍射、质谱和傅里叶变换红外光谱等对硫酸铵热分解过程的产物进行了表征,结果表明硫酸铵的热分解产物为硫酸氢铵、焦硫酸铵、氨气、水、氮气和二氧化硫。采用X射线衍射、质谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法并与热重分析技术联用对硫酸铵进行了分析,结果发现硫酸铵的热分解过程分为3个阶段:硫酸铵分解形成硫酸氢铵和氨气;硫酸氢铵脱水形成焦硫酸铵;焦硫酸铵分解。采用Ozawa-Flynn-Wall和Kissinger-Akahira-Sunose无模型方法计算每个阶段的活化能。采用Coats-Redfern方法确定每个阶段最可能的机理函数。结果表明:第一阶段的平均活化能(E)为125.21 kJ/mol,ln A为18.46;第二阶段的平均活化能(E)为110.21 kJ/mol,ln A为13.94;第三阶段的平均活化能(E)为97.70 kJ/mol,ln A为8.44。