·248· 北京科技大学学报 1998年第3期 石灰 赤铁 赤铁矿一 ,石灰 图1混合层内赤铁矿与石灰颗粒分布示意图 图2赤铁矿与石灰石颗粒反应断面示意图 式中，C,和Cs分别是铁酸钙层内CaO/cf(铁酸钙)和Fe,O,cf界面上CaO的浓度，mol/cm.在 Fe,O,颗粒与铁酸钙生成层界面上发生如下反应： xCaO+yFe,O=Ca,Fe2O+ (3) dnc xdn J=-di=-ydi (4) 式中，n,表示Fe,O,的摩尔数，mol;t是反应时间，s,由图2可知， n=(4/3)πrp,/M (5) 其中，ppM分别是Fe,O,的密度(g·cm)和摩尔质量(g·mol-).把式(5)代入式(4)微分 得： J=-x.4rrp.d山 (6) 联立式(2)和式(6)，得： 告=4mc-6 (7) 根据反应(3)，由物质守恒定律得： (4/3)p-+(4/3)pr-r）=(43)pr-r) (8) 即： (Pr-Pori Pu-por (9) Pst-Pc Pas-Pc x rp porp dr M Per-Pc Par-Pc dr= De(Co-Cs) (10) 另外，实验结果表明CaO和Fe,O,反应首先形成CaO·Fe,O,,假设反应初期取x/y=1并 在反应界面处于动态平衡，即 Ca0+Fe,0=Ca0·Fe.0,△G°=-29710-4.81T(J·mol-) (11) 平衡常数 K=- 29710+4.81T (12) aca RT 在反应界面(c,Fe,O,)上，a=1,a=1,ae=fCs,由于CaO的浓度很低取f=l,则有 sC=0.082exW-0.579-3573/n,(moVem Cs= (13) M 在CaO/c,界面的铁酸钙层的一侧，取CaO的浓度从零到形成2CaO·Fe,O,前临界浓度的平 均值，即