三氧化二铋碳热还原反应的动力学

作     者：张鑫阳 邢鹏飞 庄艳歆 都兴红 王帅 ZHANG Xinyang;XING Pengfei;ZHUANG Yanxin;DU Xinghong;WANG Shuai

作者机构：东北大学冶金学院沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 

出 版 物：《有色金属（冶炼部分）》 (Nonferrous Metals（Extractive Metallurgy))

年 卷 期：2024年第1期

页      面：33-40页

学科分类：02[经济学] 0202[经济学-应用经济学] 020203[经济学-财政学（含∶税收学）] 

基　　金：国家自然科学基金联合基金资助项目(U1902219) 

主　　题：三氧化二铋 碳热还原 动力学 活化能 

摘      要：由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳质还原剂对铋氧化物(三氧化二铋)碳热还原的影响。结果表明,石油焦相较于石墨活性更高,石油焦作还原剂具有更好的还原性能。对不同温度下三氧化二铋还原熔炼产物进行了物相分析,其还原反应产物物相转变顺序为:Bi_(2)O_(3)→Bi_(2)O_(2.5)→Bi。通过热重分析法研究了不同升温速率下三氧化二铋碳热还原反应动力学,应用等转化率法、Kissinger法和Satava-Sesták法进行动力学分析,得到三氧化二铋碳热还原反应平均表观活化能E_(0)=142.41 kJ/mol,指前因子A_(0)=2.96×10^(9) s^(-1);反应机理属于相边界反应,对应的动力学方程微分形式为3(1—α)^(2/3)。