鉍粉低溫氧化制備氧化鉍的理論與工藝研究.pdf

1、三氧化二鉍廣泛地應用于化工催化、阻燃、功能陶瓷、醫(yī)藥合成、能源材料等領域?，F有氧化鉍制備工藝以金屬鉍高溫氧化法以及鉍鹽煅燒分解法和水解沉淀法為主，分別存在能耗高、設備要求嚴、NxOy污染、工藝流程長、廢水量大等問題。因此，本文提出了鉍粉低溫氧化法制備氧化鉍新工藝，并對此進行了系統(tǒng)研究，得出一些有意義的結論：
　　 熱力學分析結果表明，鉍粉氧化反應在熱力學上很容易進行，平衡系數大，熱力學推動力強。在鉍粉低溫氧化動力學研究中，分別考

2、察了空氣流量、氧化溫度、鉍粉粒度對鉍粉氧化速率的影響。研究結果表明，較高的氧化溫度和較小的鉍粉粒度有利于鉍粉氧化反應的快速進行，而在8～48L/h范圍內空氣流量對鉍粉氧化反應速率的影響很小。整個鉍粉氧化過程符合未反應收縮核模型，且在不同的時間段呈現不同的速率控制機制：反應起始階段為化學反應控制，反應的后期則為固體產物層內擴散控制，反應中期則為兩者的混合控制。化學反應控制時其表觀活化能為55.19kJ/mol，鉍粉粒徑的反應級數為-1.0

3、3，接近-1；固體產物層內擴散控制時，鉍粉粒徑的反應級數為-1.85，接近-2。
　　 在熱力學分析合動力學研究的基礎上，進行了鉍粉低溫氧化法制備氧化鉍工藝試驗，分別采用正交設計法和單因素試驗考察了氧化溫度及時間、預熱溫度及時間、氧化氣氛、氣體流量以及粉體粒度對氧化過程的影響。探明氧化溫度是金屬鉍粉低溫氧化過程的顯著影響因素，各因素的影響大小順序為：氧化溫度>氧化時間>預熱時間>預熱溫度。確定鉍粉低溫氧化法制備氧化鉍的最優(yōu)工藝條