離解過程動力學模型

離解過程動力學模型(kinetic model of decomposing process) 是指表征化合物離解過程的離解分數與溫度、離解時間、物料粒度等參數關係的數學方程式。根據反應動力學理論，多相反應過程的速度可能隨反應產物的性質及具體條件的不同而分別受外擴散、內擴散、化學反應步驟所控制或受一種以上步驟的混合控制，控制步驟不同所表征的反應分數與各種參數關係的動力學模型亦不一樣。

基本介紹

• 中文名：離解過程動力學模型
• 外文名：kinetic model of decomposing process
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 範圍：數學方程式
• 依據：反應動力學理論

簡介

離解過程動力學模型(kinetic model of decomposing process) 是指表征化合物離解過程的離解分數與溫度、離解時間、物料粒度等參數關係的數學方程式。

固體化合物離解的動力學模型

固體化合物的離解屬於多相反應過程。碳酸鈣的離解是固體化合物離解的典型例子，其離解反應為：

CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g)

根據反應動力學理論，多相反應過程的速度可能隨反應產物的性質及具體條件的不同而分別受外擴散、內擴散、化學反應步驟所控制或受一種以上步驟的混合控制，控制步驟不同所表征的反應分數與各種參數關係的動力學模型亦不一樣。研究表明，在大多數固體化合物的離解過程中，所生成的固態產物(如CaO)往往疏鬆多孔，內擴散往往不會成為控制離解過程速度的步驟，而在外擴散條件較好外擴散也不會成為控制步驟的情況下，離解過程的速度受化學反應控制，符合化學反應控制的動力學模型。

離解過程的分步進行

應當指出，化合物的離解過程有時比較複雜，有些化合物不是一步離解完全，而是分步進行。如CuSO₄的離解過程為：

2CuSO₄→CuO·CuSO₄+ SO₃→2 CuO+ 2SO₃

離解化合物有時與離解產物間形成液相，如CdSO₄離解時，在1283K溫度下形成含2CdO·CdSO₄25%的共晶熔體；離解產物間有時會發生互動反應。發生上述情況的離解過程，都不一定能用化學反應控制動力學模型來表征。