真空碳热还原制备碳氧钛的动力学探究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.03.014真空碳热还原制备碳氧钛的动力学研究摘要：釆用非等温固相模型对碳热还原TiO2历程和动力学条件进行研究。结果表明，真空碳热还原TiO2可分为四个阶段，第一阶段（1373〜1523K）主要物相为C和TinO2n.i（n>5）,第二阶段（1523〜1673K）主要物相为C、TiCosOos和TinO2n・］（2

2、段动力学方程为a2=kt,受一维扩散控制，表观活化能为113.55kJ/mol,第二阶段动力学方程为（1_©尸_1=佔，受二级化学反应控制，温度对还原率影响较大,表观活化能为303.36kJ/mol,第三阶段动力学方程为2l（l-a）-,/2-lJ=Av，受1.5级化学反应控制，还原剂不足对反应影响较大，表观活化能为53.93kJ/moI,第四阶段动力学方程为1一2刃灯，受三维扩散控制，物料疏松成为晶核长大的限制环节，表观活化能为99.22kJ/molo关键词：碳氧钛；动力学；还原历程；表观活化能中图分类号：TF823文献标志码：

3、A文章编号：1007-7545（2014）03-0000-00KineticStudyonPreparationofTitaniumOxycarbidebyVacuumThermalReductionZHUFu-xing1,DENGBin1,QINQing-dong2,WANGFang-ping2(1.PangangGroupResearchInstituteCo.,Ltd.,StateKeyLaboratoryofVanadiumandTitaniumComprehensiveResourcesComprehensiveUtil

4、ization,Panzhihua617000,China,China;2.ZhengzhouResearchInstituteofCHALCO,Zhengzhou450041,China)Abstract:TheprocessanddynamicconditionofTiO?carbothermicreductionwerestudiedbynon-isothermalsolidmodel.Theresultsshowthatcarbothennicreductionprocessisdividedintofourstages・

5、CandTinO2n-i(n>5)arethemainphasesofthefirststage(1373〜1523K),whichgraduallychangeintoC,TiCo.sOo.sandTinO2n-i(2

6、Thekineticequationofthefirststagepresentsasa1=kt,whichiscontrolledbyone-dimensiondiffusionwithapparentactivationenergiesof113.55kJ/mol.Thekineticequationofthesecondstagepresentsas(1_°尸-=kt,whichiscontrolledbythesecond-orderreactionwithapparentactivationenergiesof303.

7、36kJ/mol.Temperatureexertssignificantinfluenceinthisstage.Thekineticequationofthethirdstagepresentsas2[(l-a)",/2-l]=^^whichiscontrolledby1.5-orderreactionwithapparentactivationenergiesof53.93kJ/mol,andthisstageislimitedbyinadequatereducingagent.Thekineticequationofthe

8、lastpresentsas=kt,whichiscontrolledbythree-dimensiondiffusionwithapparentactivationenergiesof99.22kJ/mol,andthisstageismainl