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1、石英溶解动力学模拟实验,中国地质大学 2011年6月8月,石英溶解动力学模拟实验,1.实验样品 2.实验方法与过程 3.实验结果与讨论 5.结论,1.实验样品,样品名称 石英 样品性状 块状石英 样品加工 粉碎成颗粒状，混合均匀 样品粒径 20-40目/0.9-0.45mm 样品密度 2.5854g/cm3 样品质量 50.4716g,2.实验方法,实验装置 高温高压流动反应釜 固体样品 石英矿石颗粒 反应溶液 去离子水（电导率EC=0.83us/cm） 实验方式 连续流动反应/封闭静态反应,实验阶段1,实验压力 20MPa 实验温度 100C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 146小
2、时 接液总质量 360.3399g,实验阶段2,实验压力 20MPa 实验温度 150C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 574.0047g,实验阶段3,实验压力 20MPa 实验温度 200C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 678.8687g,实验阶段4,实验压力 20MPa 实验温度 250C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 764.9698g,实验阶段5,实验压力 20MPa 实验温度 300C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 778.3516g,实验阶段6,实验压力
3、 20MPa 实验温度 250C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 775.3263g,实验阶段7,实验压力 20MPa 实验温度 150C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 774.6957g,实验阶段8,实验压力 20MPa 实验温度 100C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 733.1389g,3.实验结果与讨论,1.单阶段实验分析 2.汇总实验分析,单阶段实验分析,分析反应溶液sio2浓度及电导率与 反应时间关系 实验阶段1 实验阶段2 实验阶段3 实验阶段4 实验阶段5 实验阶段6 实验阶段7 实验
4、阶段8,实验阶段1,实验压力 20MPa 实验温度 100C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 146小时 接液总质量 360.3399g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段2,实验压力 20MPa 实验温度 150C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 574.0047g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段3,实验压力 20MPa 实验温度 200C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 678.8687g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段4,实验压力 20MPa 实验温度 250C 反
5、应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 764.9698g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段5,实验压力 20MPa 实验温度 300C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 778.3516g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段6,实验压力 20MPa 实验温度 250C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 775.3263g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段7,实验压力 20MPa 实验温度 150C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 774
6、.6957g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,实验阶段8,实验压力 20MPa 实验温度 100C 反应流速 0.2ml/min 反应时间 96小时 接液总质量 733.1389g,SiO2浓度时间变化图,电导率时间变化图,2.汇总实验分析,实验压力 20MPa 实验温度 100C-150C-200C-250C- 300C-250C-150C-100C 反应流速 0.2ml/min 反应总时间 818小时 反应后样品质量 46.5722g 样品流失质量 3.8994g,SiO2浓度累计时间变化图,数据处理所用公式,求反应速率公式：R=F*C/A F:流速、C:浓度 A:表面积 阿伦尼
7、乌斯公式：K=A*exp(-Ea/RT) lnK=lnA-Ea/RT K:反应速率 Ea: 反应活化能 T:热力学反应温度,R溶解速率的计算过程,计算公式:R=F*C/A F:流速、C:浓度 A:表面积 F：代入反应时压力泵的流速 C: 反应流出溶液中sio2的浓度，用sio2测定 仪测量浓度 A: 反应表面积，用样品颗粒目数计算,R（溶解速率）时间关系图,R（溶解速率）时间关系图,R（溶解速率）时间关系图,R（溶解速率）时间关系图,lnR1000/T关系图,图中直线的斜率即为Ea,SiO2浓度累计时间变化图,结论,石英的溶解速率与温度成正比，即由图中表现的二氧化硅溶解量随温度升高而增加，随温度降低而减少。 在改变温度时，石英的溶解有滞后的现象，可能是内部温度不平衡造成。 平衡电导率与温度没有明显关系，肯能由于温度改变时浓度变化较大的为非带电粒子，故电导率在平衡后没有明显变化,谢谢,
