石英溶解动力学实验

1、中国地质大学 2011年6月8月1.实验样品2.实验方法与过程3.实验结果与讨论5.结论样品名称 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

2、量 574.0047g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实验压力

3、 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 733.1389g1.单阶段实验分析2.汇总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实验阶段8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 360.3399g65610615620625630635640616122234547494114134SiO2浓度（umol/l）时间（min)567891011121314020406080100120140160电导率（us

4、/cm）累计时间（min）系列1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 574.0047g050100150200250300350400450020406080100120SiO2SiO2浓度（浓度（umol/lumol/l）累计时间（累计时间（minmin）5.05.56.06.57.07.58.08.59.0020406080100120电导率（us/cm）累计时间（min）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 678.8687g40060080010001200140016

5、001800020406080100120SiO2浓度（umol/l）累计时间（min）45678910111213020406080100120电导率（us/cm）累计时间（min）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 764.9698g0500100015002000250030003500400045005000020406080100120SiO2浓度（umol/l）累计时间（min）246810121416182022242628020406080100120电导率（us/cm）累计时间（min）实验压力 20MPa实验温度

6、300C反应流速 0.2ml/min反应时间 96小时接液总质量 778.3516g40004200440046004800500052005400020406080100120SiO2浓度（umol/l）累计时间（min）05101520253035404550556065020406080100120电导率（us/cm）累计时间（min）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 775.3263g01000200030004000500060007000800090000102030405060708090100SiO2浓度（umol/

7、l）累计时间（min）0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5020406080100120电导率（us/cm）累计时间（min）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 774.6957g010020030040050060070080090010000102030405060708090100SiO2浓度（umol/l）累计时间（min）0.00.51.01.52.02.53.03.5020406080100120电导率（us/cm）累计时间（min）实验压力 20MPa实验温度 100C反应流速 0.2ml/min

8、反应时间 96小时接液总质量 733.1389g01002003004005006000102030405060708090100SiO2浓度（umol/l）累计时间（min）01002003004005006000102030405060708090100SiO2浓度（umol/l）累计时间（min）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 3.8994g1 10 100 1000 10000 50 250 450 650 85

9、0 1050 SiO2累计时间（min）100150200250300250b150b100b求反应速率公式：R=F*C/A F:流速、C:浓度 A:表面积阿伦尼乌斯公式：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 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-10-9-850 100 150 200 lg Rtime（hour）100-10-9-8100 150 200 250 lg R

10、time（hour）150-9-8-7200 250 300 350 lg Rtime（hour）200-9-8-7300 350 400 450 lg Rtime（hour）250-8-7-6400 450 500 550 lg Rtime（hour）300-8-7-6500 550 600 650 lg Rtime（hour）250b-9-8-7600 650 700 750 lg Rtime（hour）150b-9-8-7700 750 800 850 lg Rtime（hour）100by = -4.7282x - 7.5755R2 = 0.9287-22-21-20-19-18-17-16-151.52.02.53.0lnR1000/T图中直线的斜率即为Ea1 10 100 1000 10000 50 250 450 650 850 1050 SiO2累计时间（min）