黄铵铁矾渣热分解反应机理及其动力学解析

作     者：崔雅茹 李邓 王国华 李小明 赵俊学 王正民 桂海平 CUI Yaru;LI Deng;WANG Guohua;LI Xiaoming;ZHAO Junxue;WANG Zhengmin;GUI Haiping

作者机构：西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 汉中锌业有限责任公司汉中724204 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2024年第34卷第7期

页      面：2452-2462页

核心收录：

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：陕西省科技厅重点研发计划资助项目(2022GY-160) 陕西省博士后科研资助项目(2023BSHEDZZ275) 

主　　题：黄铵铁矾渣 热分解 反应机理 动力学特性 表观活化能 

摘      要：针对黄铵铁矾渣侧吹熔炼熔渣稳定控制研究需求,采用热重−差热−质谱联用仪结合XRD、SEM-EDS等分析方法对其热分解过程及动力学特性进行研究。结果表明:黄铵铁矾渣中主要化合物为铵铁矾(NH_(4))Fe_(3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)、铁锌尖晶石(Zn,Fe)Fe_(2)O_(4)及硫酸铅PbSO_(4)、CaSO_(4)(H_(2)O)_(2)等硫酸盐。在热分解过程中,铵铁矾在380℃左右发生了脱氨、脱羟反应,生成各种硫酸盐,其机理函数为减速型α−t曲线;Fe_(2)(SO_(4))3在610℃时发生了分解,反应表观活化能E为153.07 kJ/mol,强化气体产物的扩散有助于推进反应进程;硫酸铅在1080℃左右发生分解,其反应机理遵循三维扩散,表观活化能较高(555.90 kJ/mol);硫酸铅分解的主要限制性因素是分解产物PbO在渣中的扩散,可通过降低渣系的熔点及黏度促进反应进行。