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硫化矿石自燃的热分析动力学

阳富强  吴超  刘辉  潘伟  崔燕  
【摘要】:为获取硫化矿石自燃的动力学参数,应用同步热分析仪研究典型硫化矿样在28~800℃之间的氧化热解过程,得出升温速率分别为5,10和15℃/min条件下的TG,DTG和DSC曲线。采用Coats-Redfern积分法,基于11种不同动力学机制模式函数分别对480~580℃之间的热重分析数据就ln[g(a)/T2]对1/T进行相关性分析。研究结果表明:矿样的最大质量损失率分别出现在温度516.597,516.981和580.493℃处;硫化矿石在490~580℃温度区间的氧化热解过程符合一维扩散反应动力学机制;据此求出硫化矿石在升温速率为5,10和15℃/min下的活化能分别为247.009,251.307和196.26 kJ/mol,指前因子分别为1.873×1013,4.259×1013和5.226×109 s-1,并得出其动力学方程。提出以多样本实验条件下所得硫化矿石的活化能值作为其自燃倾向性判定指标的思想,该方法具有测试速度快、试样用量少、测试成本低等优点,可以运用于硫化矿山开采过程中的矿石自燃倾向性判定中。

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