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    顆粒電石渣的綜合利用對變廢為寶、改善環境具有重要的效益

    閱讀:94 時間:2020-12-24 09:29

      以粒狀石灰石和焦炭為原料,在高溫熔融狀態下生產顆粒電石,每生產1噸電石將產生大量電石渣。顆粒電石渣是堿性的,直接拋撒會對環境造成嚴重影響,屬于難處理工業廢料。顆粒電石堿度高,被認為是一種有害物質,傳統的倉儲方式會占用大量土地,造成環境污染,處理時要格外小心。電石渣的綜合利用對變廢為寶、改善環境具有重要的效益。

      在1600~1800℃的溫度范圍內,在50、100和200 mmHg的一氧化碳下,用熱天平對氧化鈣與碳的固態反應中生成電石的動力學進行了研究。在所有實驗運行中,反應比與時間曲線均為拋物線曲線,且反應遵循拋物線動力學:(1?3sqrt1?x)2=kt。另一方面,顆粒電石的分解作為一個連續的反應發生在試樣表面,被描述為一個零級反應。由于反應速度很大程度上取決于一氧化碳的壓力,因此認為反應速率受氣體通過產物層的擴散過程以及固體進入固體和產物層的擴散過程控制。

      乙炔作為重要有機化合物的原料,被認為是一種重要的化工原料,一種間接合成乙炔的方法是在水存在下分解碳酸鈣。本文研究了一種通過固相反應路線合成電石的工藝,并對反應的一般動力學進行了表征。以微米級氧化鈣和碳粉為原料,采用常規加熱和微波加熱(6kw,2.45GHz)制備了碳化鈣。這些反應的溫度范圍在1000-1800°C之間。

      這項工作成功地利用微波加熱在幾分鐘內制備出了碳酸鈣。得到結晶良好的產物,純度高達90%的碳酸鈣。在反應過程中,根據溫度范圍確定了三種不同的相;使用x射線衍射物相鑒定技術鑒定了CaC2 II(1600°C)、CaC2 II&III(1650°C)和CaC2 I、II和III(1700°C時)。計算的表觀活化能約為125.66 kJ?mol?

      除了反應溫度的變化外,顆粒電石的單軸壓縮負荷、反應時間、樣品質量和加熱速率也發生變化。研究了固體顆粒電石表面接觸、碳源反應性和模具結構對材料性能的影響。加工工藝和工藝參數對最終密度、顯微組織性能的影響。

      用氣相色譜、X射線光電子能譜和X射線衍射技術對產物的純度進行了表征。最后,通過微波加熱合成的電石在1600℃下比常規處理的電石多生成80%的電石。在相同的進料量下,反應動力學在所有溫度下都有所提高,產物的密度和純度受反應溫度、暴露時間、反應物起始粒徑和樣品容器尺寸的影響。


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