为解决在研究铁矿粉与CaO进行同化反应时通常采用最低同化温度这一终点体系指标来表征，而没有考虑同化反应速度和升温速率的缺陷以及采用多个指标来表征同化反应温度和速度在使用上的不便，本文充分利用铁矿粉在高温同化反应过程中获得的数据和范特霍夫规则，提出了量纲为1的同化反应特征数.该特征数包括同化反应速度、升温速率、同化温度和温度对同化反应速度的影响，可用来表征铁矿粉与CaO的同化过程中铁矿粉的同化温度、同化反应时间、同化反应结束温度等性能，并以烧结过程中的实际温度作为基准.该特征数综合了铁矿粉与CaO在同化反应过程中各重要信息，可以更全面地反映铁矿粉与CaO的同化反应性能.对两种方法得到的结果进行了比较，发现仅考虑最低同化温度这一终点指标时得到的结果相近，而采用同化反应特征数可以进一步细分出不同铁矿粉同化反应性能的差异

运用差示扫描量热法、采用XRD检测等手段探讨研究了Fe-Ni-O-C体系中Fe、Ni的还原行为,样品主要包括NiO+C、Fe2O3+C、NiFe2O4+C、NiO+Fe2O3+C和Ni+Fe2O3+C等5种体系.结果表明:NiO+Fe2O3体系中由于NiFe2O4及Fe-Ni合金的生成使得该体系被还原的反应开始温度高于纯NiO,且最大反应速率对应的温度及还原反应结束温度均高于纯NiO但低于纯Fe2O3物质;相对于NiO+Fe2O3,NiFe2O4被C还原的开始及结束温度均更高,且还原速率更小;Fe2O3被C还原可分为三个阶段,金属Ni的存在能够明显促进铁氧化物的还原,主要是促进了Fe的各种氧化物形式(Fe2O3、Fe3O4和FeO)直接向金属Fe形式的转换;数据显示C还原NiFe2O4的过程也基本可分为三个阶段,不同阶段中产物的形态和种类均存在一定差别

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右

以铁品位为58.58%、TiO2品位为12.04%的海滨钛磁铁矿精矿为试样，进行煤基直接还原–磁选试验。从反应产生的CO和CO2气体组成、总反应的气化速率、CO分压值、金属化率、矿物组成等角度进行分析，查明了CaO在海滨钛磁铁矿精矿直接还原?磁选工艺中的作用机理。研究结果表明，CaO可以提高还原剂的气化速率，促进钛磁铁矿的还原，增加CO2气体的产生量，从而降低CO分压值。同时发现CaO可以参与固固反应，降低含钛矿物中的FeO含量，也有利于钛、铁组分的迁移和富集，促进金属铁颗粒的聚集长大。因此，添加CaO有利于通过磨矿?磁选促进钛铁分离与回收

为了深入了解半焦与CO2的气化反应过程动力学,本文通过不同升温速率下的非等温实验,确定在不同阶段下富鼎半焦与CO2的气化机理.采用分段尝试法研究富鼎半焦与CO2气化反应过程动力学,确定反应过程前期与后期的机理函数分别为f(α)=(1-α)[1-ψln(1-α)]1/2和f(α)=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1,从而建立相应动力学模型,计算反应过程不同阶段的动力学参数.通过对不同阶段的动力学模型进行数据拟合,实验数据与模型吻合较好,相关系数都大于0.98.最后,根据求得的动力学参数,确定不同升温速率下活化能的补偿效应,即活化能与指前因子的关系式

本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2O3/Al2O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在500~1250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500~950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段(Fe2O3-Fe3O4/FeO,还原转化率 25%)采用收缩核模型(M4)拟合,得到的表观活化能为E=51.176 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2 s -1

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出\U形\曲线和\阶梯形\曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用

对宣化钢铁公司石灰厂所用的石灰石的分解过程进行了动力学研究.以升温速率分别为10、15、20、25和30℃/min的方式将过200目筛子的石灰石粉末加热到1000℃,通过测量其热重曲线,得出分解过程的机理方程为F(α)=(1-α)-1;所用碳酸钙的热分解反应的速率常数为$k=54325{{\\rm{e}}^{-\\frac{{98873}}{{RT}}}}$.通过对(0.02 m×0.02 m×0.02 m)的石灰石样品在1223、1323和1423 K进行的分解实验,确定了CO2在该石灰石生成CaO过程中的扩散系数和温度的关系为$\\lg D=-\\frac{{2506}}{T}+2.28$,得到了石灰石分解的动力学模型,并用此模型作了预测,与实际吻合较好

以平均粒径2.2μm、纯度99.99%的硅粉为原料,采用纯度99.993%的高纯氮气作为反应气体,在1350和1400℃下进行了氮化时间为10~30 min的氮化实验,得出了不同温度下硅粉转化率随反应时间的变化关系.将硅氮反应看成非催化气固反应,建立了硅颗粒氮化动力学模型.通过对实验数据的拟合,得出两个模型参数:硅氮反应速率常数和氮气在产物层中的扩散系数.假定反应速率常数和扩散系数均满足阿伦尼乌斯公式,求得化学反应激活能和指前因子分别为2.71×104J·mol-1和3.07×10-5m·s-1,扩散激活能和指前因子分别为1.06×105J·mol-1和1.12×10-9m2·s-1.利用本文得出的氮化动力学模型对各温度下不同粒径硅粉的转化曲线进行了预测,预测曲线与文献中的实验数据在趋势上吻合较好

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究，以巴西粉锰为脱硅剂，与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间，测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明：单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长，两种加热方式脱硅率均随之提高，在相同实验条件下，微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热，微波加热可以提高固相脱硅率；微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节，其表观活化能为102.93 kJ·mol-1，常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1，说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件，提高固相脱硅反应速率，降低脱硅反应的活化能