硅酸盐体系的化学平衡：(3)反应动力学

现代地质 ›› 2006, Vol. 20 ›› Issue (4): 647-656.

硅酸盐体系的化学平衡：(3)反应动力学

马鸿文，戚洪彬，王蕾，聂轶苗，靳昕，王英滨，苏双青

中国地质大学矿物材料国家专业实验室，北京100083

收稿日期:2006-08-10 修回日期:2006-10-10 出版日期:2006-04-20 发布日期:2006-04-20
作者简介:马鸿文，男，教授，博士生导师，1952年出生，岩石学、矿物学、材料学专业，从事矿物材料科学及制备技术、硅酸盐体系化学平衡与材料设计、结晶岩热力学与相平衡领域的教学与研究。
基金资助:
教育部博士学科点基金项目（1999049114）；矿物材料国家专业实验室开放基金课题（04101，04103）

Chemical Equilibrium in Silicate Systems: Part 3, Reaction Kinetics

MA Hong-wen, QI Hong-bin, WANG Lei, NIE Yi-miao, JIN Xin,WANG Ying-bin, SU Shuang-qing

National Laboratory of Mineral Materials, China University of Geosciences, Beijing100083, China

Received:2006-08-10 Revised:2006-10-10 Online:2006-04-20 Published:2006-04-20

摘要/Abstract

摘要：

通过具体实例，简要介绍了矿物材料学研究中有关反应动力学研究的基本原理,给出了对硅酸盐体系若干典型过程的反应动力学研究结果，包括：（1）高铝粉煤灰-Na₂CO₃体系的中温烧结反应和钾长石-石膏-碳酸钙体系钾长石的热分解反应；（2）KAlSi₃O₈-Ca(OH)₂-H₂O体系钾长石水热分解雪硅钙石晶化反应；（3）SiO₂-Al₂O₃-CaO体系微晶玻璃的β硅灰石晶化反应；（4）13X微孔分子筛和MCM-41介孔分子筛对Hg2+的吸附反应。反应动力学研究成果可望对矿物材料制备实验方案优化、工业生产过程的条件控制以及改进矿物材料性能提供理论指导。

关键词: 矿物材料, 硅酸盐, 动力学, 高铝粉煤灰, 钾长石, 微晶玻璃, 吸附反应

Abstract:

The basic principles of reaction kinetics in mineral materials science were briefly reviewed. The experimental and theoretical approaches to the reaction kinetics of typical processes in silicate systems were performed, including (1) sintering reactions in the system of high-alumina flyash-sodium carbonate at intermediate temperature, and thermal decomposition of K-feldspar in the system of potassium feldspar-gypsum-calcium carbonate; (2) hydrothermal decomposition of K-feldspar and crystallizing reaction of tobermorite in the system of KAlSi₃O₈-Ca(OH)₂-H₂O; (3) crystallizing reaction of β-wollastonite from glass-ceramic in the system of SiO₂-Al₂O₃-CaO; and (4) adsorption reactions to Hg²⁺ in polluted water by both micro-and meso-porous molecular sieves of 13X type zeolite and MCM-41 materials, respectively. Approaches to reaction kinetics for the processes in silicate systems are in theory of significances for optimizing experimental scheme of preparing mineral materials, improving processing control in industry, and enhancing the properties of mineral materials products.

Key words: mineral materials, silicate, kinetics, high-alumina flyash, K-feldspar, glass-ceramic, adsorption reaction

中图分类号:

马鸿文，戚洪彬，王蕾，聂轶苗，靳昕，王英滨，苏双青. 硅酸盐体系的化学平衡：(3)反应动力学[J]. 现代地质, 2006, 20(4): 647-656.

MA Hong-wen,QI Hong-bin,WANG Lei,NIE Yi-miao,JIN Xin,WANG Ying-bin,SU Shuan-qing. Chemical Equilibrium in Silicate Systems: Part 3, Reaction Kinetics[J]. Geoscience, 2006, 20(4): 647-656.

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