含CO2抑制性气氛中菱镁矿分解反应动力学研究

王樱澈， 刘雪景， 许光文,2

含CO2抑制性气氛中菱镁矿分解反应动力学研究

王樱澈1， 刘雪景1， 许光文1,2

（1. 沈阳化工大学 资源化工与材料教育部重点实验室，能源与化工产业技术研究院，辽宁 沈阳 110142；2. 中国科学院过程工程研究所 多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190）

利用热重分析仪（TGA）研究了菱镁矿粉在不同CO2含量的气氛下的煅烧反应特性及动力学。结果表明：CO2的存在严重抑制了菱镁矿粉的分解，使其表观活化能显著增大，在含30% CO2气氛中测得的表观活化能和指前因子分别为407.7 kJ·mol-1和1017s-1，而CO2气氛中的值增加至474.4 kJ·mol-1和1020s-1，机理模型函数均遵循成核与生长控制模型()= -ln(1-)。

动力学； 菱镁矿； 分解； 热重

我国菱镁矿资源丰富，约占世界总储量的25%。菱镁矿是一种方解石族天然矿物，其主要成分是碳酸镁(MgCO3)，是最重要的镁质和耐火原料之一，广泛应用于建材、化工、医药食品、农业及环保等行业。菱镁矿在行业应用的首要步骤为煅烧，其轻烧产生的活性氧化镁（MgO），主要用于下游高价值镁质材料精深加工，包括耐火材料、氢氧化镁、硫酸镁、金属镁及其合金和镁建材等。

菱镁矿的分解是其高附加值利用的前提和基础，研究其反应特性及动力学具有重要意义。目前关于菱镁矿分解动力学的研究最常用的方法为热重方法（Thermogravimetric analyzer，TGA）。F. Demir等人[1]研究了粒径对菱镁矿热分解动力学参数的影响，周宝余等人[2]发现在相同转化率条件下，随着菱镁矿粒径的增加，菱镁矿分解的温度逐渐增高，在一定粒径范围内活化能与粒径呈线性增加关系。……