The kinetics of the thermal degradation of calcium carbonate |
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| Authors: | J. P. Elder V. B. Ready |
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| Affiliation: | (1) Kentucky Center for Energy Research Laboratory, P.O.Box 13015, 40512 Lexington, KY;(2) Present address: Merck and Co., Inc., P.O.Box 2000, 07065 Rahway, NJ;(3) Present address: GTE Products Corporation Chemicals and Metallurgical Division, Hawes Street, 18848 Towanda, OA |
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| Abstract: | The decomposition of calcium carbonate fine powder in a flowing nitrogen atmosphere has been investigated by non-isothermal thermogravimetry at heating rates in the range, 10–50 deg min–1. The analog percentage weight change record was digitized at 1 deg intervals. The resulting data, transformed into dimensionless extents of reaction and calculated rates of reaction, was then subjected to the Arrhenius, Friedman and Generalized Kissinger analyses, using a recently developed FORTRAN program system. The value ofn namely 0.39 ±0.04, resulting when the data is analyzed assuming an nth order reaction, strongly indicates that the most probable rate controlling step is a three-dimensional diffusion process (D4 mechanism), withE=172.4 kJ·mol–1 andA=1.97·104 K–1·min–1. Reasons for the wide disparity in previously reported kinetic data are discussed.
Zusammenfassung Die Zersetzung von feinpulvrigem Calciumcarbonat im Stickstoffstrom wurde durch nicht-isotherme Thermogravimetrie bei Aufheizgeschwindigkeiten von 10–50 °C/min untersucht. Die analoge prozentuale Gewichtsverlustregistrierung wurde in Intervallen von einem Grad digitalisiert. Die erhaltenen, in solche eines dimensionslosen Reaktionsgradcs überführten Daten und berechnete Reaktionsgeschwindigkeiten wurden der Arrhenius-, der Friedmann- und einer verallgemeinerten Kissinger-Analyse unterzogen, wobei ein kürzlich aufgestelltes FORTRAN-Programm benutzt wurde. Der unter der Annahme einer Reaktion n-ter Ordnung fürn erhaltene Wert von 0.39 ±0.04 ist ein nachdrücklicher Hinweis darauf, daß der geschwindigkeitsbestimmende Schritt höchstwahrscheinlich ein dreidimensionaler Diffusionsprozeß (D4-Mechanismus) mitE=172.4 kJ·mol–1 undA=1.97·104 K–1·min–1 ist. Gründe für die weitreichende Verschiedenheit der bisher mitgeteilten kinetischen Daten werden diskutirt.
                            10–50°  .  , ,   1 .  , , , ,  ,  . n- , =0,39 ±0,04 , , e ( 4 ) E=172, 4 · –1 =1,97·104 –1·–1.  .
To be presented at the 14th North American Thermal Analysis Society Conference, San Francisco, CA, September 15–18, 1985. |
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