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      发布日期：2019-03-12  来源：仪器信息网  作者：Mr liao  浏览次数：279

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从矿石中提取有价金属必须实现的种种变化，一般是通过多
相过程发生的。虽然大多数反应包含一系列比较复杂的步骤，可能
需要分别加以处理，但总反应的某些基本方面，对多数反应来说
都是共同的，这些基本方面可以分类分析。在本章，我们考察一
些基本反应步骤及其在许多个别反应体系中的应用，着重研究非
催化流体一固体反应。

1．反应物和生成物在流体主体与固体颗粒外表面之间的质
量传递；

2．反应物和生成物在固体孔隙内部的扩散；

3．流体中的反应物与固体中的反应物之间的化学反应。

不过近来人们已经认识到，速度控制步骤可随反应条件而改
变，因而在规定的一些条件下得到的那些反应速率数据，在另一
些条件下也许并不适用。而且，往往不可能是一种速率控制步骤，
因为可能有几个步骤对总反应速率有大体相同的影响。随着反应
的进行，这些步骤的相对重要性也可能发生变化。因此，了解各
反应步骤之间的相互关系，不仅对确定规定条件下的速率控制步
骤是重要的，而且对于是否必须考虑一个以上的控制步骤来表达
总反应速率也是重要的。

除了包括物质化学变化在内的上述反应步骤之外，还有两种
过程对总反应速率具有重要影响，即热传递和反应中固体结构的
变化。许多流体一固体反应，不是放热就是吸热。反应热必须从
外界向反应发生的区域传递，或者相反。传热方式包括：(1)外
界与固体表面之间的对流和辐射，(2)固体内部的传导?；Х?br>应和反应热可能引起结块或孔隙结构方面的其它变化，而这些变
化又可能对总反应速率有显著影响。

如果固体反应物为多孔体，那么通过孔隙的扩散很重要，这
时对反应起重要作用的不再是固体的外表面，而固体大部分都在
起作用。在形成多孔产物的致密固体的反应中，孔隙扩散也很重
要，因为通过孔隙的扩散比通过固相的扩散要快得多。

  孔隙扩散比流体相中的扩散复杂得多。如此复杂是由于多孔
固体中扩散通道不是笔直的，而是弯曲的，而与孔隙结构有关的
弯曲度，很难估算。此外，孔隙小于不同物质的平均自由程时，
分子扩散定律便不再适用，但Knudsen扩散却很重要。在某些情
况下，固体内部会建立明显的压力梯度，这时还必须考虑因压力
梯度而引起的传质过程。
  孔隙扩散在多相催化、同位素分离与干燥等许多科学与工程
领域中都十分重要。

(本文由上海光学仪器厂编辑整理提供, 未经允许禁止复制http://www.sgaaa.com)

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关键词： 固体 孔隙 扩散 反应物 步骤

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