تاثیر اندازه ذرات اکسید روی بر احیای کربوترمی آن به کمک مطالعات تجربی و تئوری

نوشه, محمد; خسروآبادی, حسین

doi:10.30501/jamt.2635.70280

تاثیر اندازه ذرات اکسید روی بر احیای کربوترمی آن به کمک مطالعات تجربی و تئوری

نویسندگان

محمد نوشه ¹

حسین خسروآبادی ²

¹ دانشگاه آزاد اسلامی، دانشکده فنی و مهندسی، زنجان، ایران

² دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده فیزیک، تهران، ایران

10.30501/jamt.2635.70280

چکیده

فرایند احیای کربوترمی به عنوان یکی از روش‌های صنعتی استخراج فلز روی از دیرباز مطرح بوده است. امروزه نیز بازیابی روی به روش احیای کربوترمی از غبار کوره‌های قوس الکتریکی مورد توجه بسیاری ازپژوهشگران قرار گرفته است. از آنجا که این فرایندیک واکنش مرزی حالت جامد (احیای مستقیم) بین ذرات اکسید روی و کربن محسوب می‌شود، لذا نرخ احیا به شدت به اندازه ذرات واکنش‌گرها حساس است. در این پژوهش اثر اندازه ذرات اکسید روی بر سینتیک فرایند به روش وزن‌سنجی حرارتی همدما بررسی شده است. همچنین به منظور تفسیر داده‌های تجربی بدست آمده، یک مدل ریاضی ارائه شده که انطباق قابل قبولی بر نتایج تجربی دارد. در ادامه تاثیر فاکتورهای نسبت فعالیت واکنش‌های درگیر در سیستم و نسبت مقداری واکنش‌گرها بر میزان تبدیل اکسید روی جامد پیش‌بینی شده است.

کلیدواژه‌ها

احیای کربوترمی

روی

سینتیک

مدل‌سازی ریاضی

عنوان مقاله English

Experimental/theoretical Study on the Effect of Particles Size on Carbothermal Reduction of ZnO

نویسندگان English

Mohammad Nusheh ¹

Hossein Khosroabadi ²

¹ Islamic Azad University, Department of Engineering, Zanjan, Iran

² Sharif University of Technology, Department of Physics, Tehran, Iran

چکیده English

Carbothermal reduction process has been regarded as an industrial method for extraction of zinc metal since a long time ago. Moreover, recently recovery of zinc from electric arc furnace dust, by carbothermal process, has been considered by many researchers. Since this process involves a solid state boundary reaction (direct reduction) between zinc oxide and carbon particles, the reduction rate is very sensitive to the particle size of reactants. In this study, the effect of zinc oxide particle size on kinetics of process has been studied by isothermal gravimetric analysis technique. Furthermore, in order to interpret the obtained data, a mathematical model has been developed which is acceptably fitted to the experimental results.

کلیدواژه‌ها English

Carbothermal reduction

zinc

kinetics

mathematical modeling

Sresty, G. C., WMRC Report, Chicago, Illinois, 1990, 10-15.
Hong, L.,Sohn, H. Y., and Sano, M.,Scandinavian Journal of Metallurgy, 2003, 32, 171-176.
Saidi, A. and Azari, K., Mater. Sci. Technol., 2005, 21(5), 724-728.
Wu, C., Lin, C. and Chen, H.,Metallurgical and Materials Transactions B, 2006, 37, 339-347.
Huang, C., Lin, C. and Chen, H., Mater. Sci., 2005, 40, 4299-4306.
Hsu, H., Lin, C. and Chen, H.,Metallurgical and Materials Transactions B, 2004, 35, 55-63.
Wu, C., Lin, C. and Chen, H., Mater. Sci., 2007, 42, 2157–2166.
Chen, H., Mater. Sci. Letters, 2002, 21, 1529-1532.
Pickles, C. A., Hazardous Mater., 2008, 150, 265–278.
Szekely, J., Evans, J.W. and Sohn, H.Y., Academic Press, New York, NY, 1976, 178-83.
Ozturk, B. and Fruehan, R. J., Metallurgical Transactions B, 1985, 16B, 121-127.
Golovina, E. S., Carbon, 1980, 18(3), 176-204.
Desai, N. J. and Yang, R. T.,AIChE Journal, 1982, 28(2) 237-244.