浸出过程动力学基础.pptVIP

浸出过程的动力学基础 对于湿法冶金过程，由于温度较低，化学反应速度及扩散速度都比较慢，因此很难达到平衡状态。实际生产过程中的最终结果往往不是决定于热力学条件，而是决定于反应的速度，即决定于动力学条件。 研究浸出过程动力学的主要任务就是查明浸出过程的控制步骤，从而有针对性地采取措施强化。 浸出过程历程及其速度一般方程 在稳定条件下，各步骤速度相等，且等于浸出过程的总速度： 1：分母项可视为反应的总阻力；总阻力为浸出剂外扩散阻力，浸出剂内扩散阻力，化学反应阻力以及生成物向外扩散的阻力项之和。 2：当反应平衡常数很大，且基本上不可逆，上式可简化。反应速度决定于浸出剂的内扩散和外扩散的阻力，以及化学反应的阻力。 3：浸出速率取决于上述最慢的步骤：若其中两个步骤的速度大体相等，且远小于其他步骤，则过程为混合步骤，或称过程在过渡区中进行。 4：无论哪一步骤为控制性步骤，浸出过程的速度总近似于浸出剂浓度C0除以该步骤的阻力。 随着浸出条件的改变，控制步骤可能会发生变化。 一、化学反应控制 化学反应控制的动力学方程 其中： N：固体颗粒在时刻t的摩尔数； S：固体颗粒表面积； C：浸出剂的浓度； k：化学反应速度常数 n：反应级数 Na2CO3大大过量 化学反应控制的特征 1 对粒度均匀致密，浸出剂浓度可视为不变的过程而言，服从方程 2 浸出速率随温度升高而迅速增加，表观活化能应大于41.8 kJ/mol 3 反应速度与浸出剂浓度的n次方成比例 4 搅拌速度对浸出速度无明显影响。 化学反应控制时，提高浸出速度的途径 提高温度 提高浸出剂的浓度 降低原始颗粒的原始半径 二、外扩散控制的特征 动力学方程 表观活化能较小，约4-12 kJ/mol 加快搅拌速度和提高浸出剂浓度能迅速提高浸出速度 外扩散控制时，提高浸出速度的途径 加强搅拌，减少扩散层厚度 提高浸出剂浓度 提高温度 三、内扩散控制控制的特征