63.何谓固相反应,影响固相反应速度因素
何谓固相反应,影响固相反应速度因素
狭义的固相反应是指纯粹固体物质之间,通过质点的扩散而进行的化学反应。广义的固相反应系指固态、液态、气态参与反应皆称固相反应。
影响固相反应的因素有:反应温度和保温时间、压力与浓度、本身化学活性、颗粒大小与接触紧密程度、水蒸气与液相及矿化剂等。
① 反应温度和保温时间。提高固相反应的温度,可提高质点能量(活化能)。保持
温度是增加扩散时间,增加反应的彻底性。在生产中每个反应带有一个长度,并控制物料在窑内流动速度。
② 压力与浓度。增加反应容器(窑炉)内的压力,并减小生成物的浓度(如加强
窑内通风),可促进固相反应。
③ 本身化学活性。例如高岭石脱水后分解为无定形、高分散度、高活性的Al 2O 3
和SiO 2,隐晶结构的方解石分解出高活性的新生态的CaO ,具有较多缺陷就能加速固相反应。而结晶型的隧石、石英(a -SiO 2)及结晶完整的大理石,化学反应慢。
④ 颗粒大小与接触紧密程度。固相反应是在接触界面进行的,反应速度与接触面
积成正比。接触面积与原料粉磨细度,混合均匀程度和接触紧密程度有关。粉磨愈细,接触愈紧密愈均匀,固相反应越快。
⑤ 水蒸气、液相及矿化剂。a .少量水蒸气的存在,可降低晶体表面能,即晶格破
坏所需能量减少,利于质点向外扩散,而增加固相反应能力。实践表明,少量水蒸气可使CaO 和SiO 2固相反应提高。b .液相和气相的存在,比固相质点扩散快得多,能促进固相反应迅速进行。C. 矿化剂作用是破坏了某些物质(如Si -O 键Al —O 键)的晶格,加速某些物质(如CaCO 3)的分解,强化SiO 2和CaO 的反应能力,降低反应物质点的结合能。同时能降低液相生成的温度和粘度,促使C 3S 在较低温度(1350℃)下形成,强化熟料煅烧。