بررسی اثر فرایند فعال سازی مکانیکی بر سینتیک واکنش احیای کربوترمی هماتیت در حضور آهن

در این پژوهش اثر افزایش آهن بر فعال سازی مکانیکی و تغییرات ساختاری مخلوط پودری هماتیت-گرافیت و نیز بر سینیتیک فرایند احیا مورد بررسی قرار گرفت. مخلوط های پودری سه تایی آهن- گرافیت-هماتیت (با نسبت استوکیومتری C:O=1) به مدت زمان های صفر تا 50 ساعت مورد آسیاب کاری قرار گرفت. به منظور بررسی سنتیکی فرایند احیا، آزمون آنالیز حرارتی غیر همدمای TG-DTA بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج حاصل از الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که حضور آهن بر تغییرات فازی و ساختاری و نیز بر پارامتر فعال سازی (ε/d) نقش موثر دارد. بررسی های سینیتیکی با استفاده از روش های مستقل از مدل اوزاوا (FWO)، کسینجر (KAS) و نیز روش شیب ثابت نشان داد که آهن بر واکنش بود وارد اثر کاتالیزوری داشته و دمای شروع و پایان واکنش و نیز انرژی اکتیواسیون احیا را کاهش داده است به طوری که افزودن 5 درصد وزنی آهن به مخلوط هماتیت-گرافیت منجر به کاهش دمای احیا در حدود 70 درجه سانتیگراد و نیز کاهش انرژی اکتیواسیون فرایند در حدود 80kJ/mol گردیده است. اعمال روش های سینتیکی مستقل از مدل و روش برازش مدل نشان داد که فرایند احیا کنترل شیمیایی است.

کلیدواژه ها:

فعال سازی مکانیکی ، آنالیز حرارتی ، آنالیز سینتیکی ، انرژی اکتیواسیون ، کاتالیزور ، احیای کربوترمی