礦石固體顆粒孔隙特征鑒定用礦相光學(xué)顯微鏡

從礦石中提取有價(jià)金屬必須實(shí)現(xiàn)的種種變化，一般是通過(guò)多
相過(guò)程發(fā)生的。雖然大多數(shù)反應(yīng)包含一系列比較復(fù)雜的步驟，可能
需要分別加以處理，但總反應(yīng)的某些基本方面，對(duì)多數(shù)反應(yīng)來(lái)說(shuō)
都是共同的，這些基本方面可以分類(lèi)分析。在本章，我們考察一
些基本反應(yīng)步驟及其在許多個(gè)別反應(yīng)體系中的應(yīng)用，著重研究非
催化流體一固體反應(yīng)。

1．反應(yīng)物和生成物在流體主體與固體顆粒外表面之間的質(zhì)
量傳遞；

2．反應(yīng)物和生成物在固體孔隙內(nèi)部的擴(kuò)散；

3．流體中的反應(yīng)物與固體中的反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)。

不過(guò)近來(lái)人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，速度控制步驟可隨反應(yīng)條件而改
變，因而在規(guī)定的一些條件下得到的那些反應(yīng)速率數(shù)據(jù)，在另一
些條件下也許并不適用。而且，往往不可能是一種速率控制步驟，
因?yàn)榭赡苡袔讉€(gè)步驟對(duì)總反應(yīng)速率有大體相同的影響。隨著反應(yīng)
的進(jìn)行，這些步驟的相對(duì)重要性也可能發(fā)生變化。因此，了解各
反應(yīng)步驟之間的相互關(guān)系，不僅對(duì)確定規(guī)定條件下的速率控制步
驟是重要的，而且對(duì)于是否必須考慮一個(gè)以上的控制步驟來(lái)表達(dá)
總反應(yīng)速率也是重要的。

除了包括物質(zhì)化學(xué)變化在內(nèi)的上述反應(yīng)步驟之外，還有兩種
過(guò)程對(duì)總反應(yīng)速率具有重要影響，即熱傳遞和反應(yīng)中固體結(jié)構(gòu)的
變化。許多流體一固體反應(yīng)，不是放熱就是吸熱。反應(yīng)熱必須從
外界向反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域傳遞，或者相反。傳熱方式包括：(1)外
界與固體表面之間的對(duì)流和輻射，(2)固體內(nèi)部的傳導(dǎo)。化學(xué)反
應(yīng)和反應(yīng)熱可能引起結(jié)塊或孔隙結(jié)構(gòu)方面的其它變化，而這些變
化又可能對(duì)總反應(yīng)速率有顯著影響。

如果固體反應(yīng)物為多孔體，那么通過(guò)孔隙的擴(kuò)散很重要，這
時(shí)對(duì)反應(yīng)起重要作用的不再是固體的外表面，而固體大部分都在
起作用。在形成多孔產(chǎn)物的致密固體的反應(yīng)中，孔隙擴(kuò)散也很重
要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)孔隙的擴(kuò)散比通過(guò)固相的擴(kuò)散要快得多。

  孔隙擴(kuò)散比流體相中的擴(kuò)散復(fù)雜得多。如此復(fù)雜是由于多孔
固體中擴(kuò)散通道不是筆直的，而是彎曲的，而與孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)的
彎曲度，很難估算。此外，孔隙小于不同物質(zhì)的平均自由程時(shí)，
分子擴(kuò)散定律便不再適用，但Knudsen擴(kuò)散卻很重要。在某些情
況下，固體內(nèi)部會(huì)建立明顯的壓力梯度，這時(shí)還必須考慮因壓力
梯度而引起的傳質(zhì)過(guò)程。
  孔隙擴(kuò)散在多相催化、同位素分離與干燥等許多科學(xué)與工程
領(lǐng)域中都十分重要。

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