第六章液固反应动力学.pptVIP

* 第六章 液固反应动力学 §6.1 特点 §6.2 处理方法 §6.3 外扩散传质 §6.4 内扩散传质 §6.5 动力学区内进行的反应 §6.6 浸出动力学研究方法 §6.7 液固反应的界面现象 §6.8 电极反应动力学 §6.9 金属、硫化物和氧化矿浸出 *  §6.1 特点 1 用气-固反应规律(不同点：由于液体粘滞力，使对流传质可能性减小) 2 一般为不可逆反应，内扩散阻力较大。 §6.2 处理方法 1 气-固反应规律 2（薄膜理论）相间传质理论 D—扩散系数 —“推动力”,传质系数 —传质阻力 * §6.3 外扩散传质 6.3.1．l –s反应 （假设化学反应步骤快， ） 关键是求出δ1=？ 旋转圆盘 流体动力学 →多相动力学 →旋转电极（电极过程动力学） 建立在薄膜理论之上，即电极表面存在一层滞留膜，传质阻力集中在滞留膜层，且 粘度，D 扩散系数 * * §6.4 内扩散传质 * 6.4.2．过程模型 δ—扩散层厚度，即是产物层厚度 (由于厚度增大速度与产物的增大速度成正比) 两式联合，积分得： 求出， * 6.4.３．特征： 1）保持反应物产物浓度恒定，浸出速度不断下降。 2） 3） 活化能低　E=8~20KJ/mol * * §6.5 动力学区内进行的反应 * §6.6 浸出动力学研究方法 * 、 表观活化能 阿累尼乌斯公式 或 —反应速度常数，C为常数， 表观活化能。 取两个不同温度 ,从实验求出 求出 或由一系列不同温度k 值对 1/T 作图，由斜率求出活化能。 反应级数： * 方法一：  由对作图求出n=? 的求法: * * * §6.7 液–固反应的界面现象 界面优先腐蚀现象：应力腐蚀、 接触腐蚀、 晶间腐蚀 晶面扰动促进传质。 * §6.8 电极反应动力学(简化版） 金属提取可通过电解提取（electrowinning），或提纯（electrolytic refining）。 浸出反应有时包含电化学反应。 6.8.1 电极过程 电极过程由以下步骤组成： （1）反应物从电解质向电极表面传递，即液相传质； （2）反应物在电极表面上吸附，即前置转化步骤； （3）在电极表面上进行氧化或还原反应，即电化学步骤； （4）反应产物在电极表面上脱附、复合等，即后置转换步骤； （5）反应物在液相中传递，即液相传质。 * * * * * * §6.9 金属、硫化物和氧化矿浸出 * 铀矿的浸出示意图 * * * 6.3.2 使用范围 1）ω很小时，（圆盘半径） 2）ω很大时，（） 强制对流，薄膜被破坏，就不再适用。 6.3.3 基本特征（用来判别外扩散） 1）搅拌对反应速度有影响； 2）过程速度与反应物的浓度成线性关系 液相足够大，b.反应时间足够短，从而C0几乎不变） 3）如果固-液相对速度为常数时，δ=常数，； 4）表观活化能小，E=8-16。 6.4.1 反应 如， 多孔气-固反应方法处理 孔隙率： —摩尔体积　　　　—摩尔质量 z1，疏松多孔（例有脉石成分）； z1，致密（例硫化矿）； z1，无内阻力。 6.4.４．内外扩散传质比较 外扩散　　　　　　　内扩散 １）搅拌　　　　有影响　　　　　　　无 ２）C0　　　　　 ３）恒定搅拌　　与无关　　　　　 动力学区：反应速度不受扩散控制 两种控制机理：１.化学反应控制 ２.吸附