احیا کربوترمیک اکسید نیکل

مخلوط هایی از اکسیدنیکلکربن فعال (99%کربن) با نسبت استوکیومتری تهیه و در یک آسیای سیاره ای در زمانهای گوناگون آسیا شدند. مخلوطی از نمونه بدون فرآیندآسیاکاری نیز تهیه شد. آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga) در اتمسفر آرگن برای نمونه های بدون آسیاکاری و آسیاکاری انجام شد و باقی مانده های جامد واکنش احیا توسط دستگاه xrd آنالیز شدند. نتایج آزمونهای tga نشان داد واکنش احیا کربوترمیک اکسیدنیکل در مخلوط های بدون آسیاکاری و یک ساعت آسیاکاری به ترتیب از دمای حدود 800 و 720 درجه سانتیگراد آغاز می شود اما در نمونه 25 ساعت آسیاکاری ،این دما به حدود 430 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. افزایش مقدار کربن بیشتر از مقدار استوکیومتری تغییری در سینتیک و مسیر احیا ایجاد نکرد. محاسبات ترمودنیامیکی نیز برای سیستم اکسیدنیکلکربن با استفاده از نرم افزار hsc انجام شد. نتایج آزمونهای تجربی و محاسبات ترمودینامیکی نشان دهنده نقش موثر واکنش بودوارد در واکنش احیاکربوترمیک اکسیدنیکل بود. نتایج نشان داد تشکیل گازمنوکسیدکرین (co) و افزایش مقدار آن منجر به تغییر مکانیزم احیا به حالت جامدگاز می شود و این مورد تاثیر بسیار زیادی در افزایش سرعت احیا دارد. ریز شدن اندازه کریستالیت های (ذرات) اکسیدنیکل در نمونه های آسیاشده علاوه بر این که در کاهش دمای احیا کربوترمیک اثر داشت، منجر به کاهش اندازه ذرات محصول احیا (نیکل فلزی) شد. بنابراین با انجام عملیات فعال سازی مکانیکی مخلوط اکسیدنیکلکربن، می توان به محصول نیکل فلزی با اندازه ذرات کمتر از میکرون و حتی در حد نانومتری در واکنش احیاکربوترمیک اکسیدنیکل رسید.

Carbothermic reduction of nickel oxide

Mixtures of nickel oxide and activated carbon (99% carbon) with stiochiometric ratio were milled for different times in a planetary ball mill. The stiochiometric ratio of mixture was prepared in an unmilled condition. The unmilled mixture and milled samples were subjected to thermogravimetric analysis (TGA) under an argon atmosphere and their solid products of the reduction reaction were studied using XRD experiments. TGA showed that the reduction of NiO started at ~800℃ and ~720℃ in unmilled and onehour milled samples respectively whilst after 25 h milling it decreased to about 430℃. Increasing the amount of carbon more than stiochiometric ratio did not affect on the kinetics of carbothermic reduction. Thermodynamics assessments for NiOC system were done using HSC software. Thermodynamics assessment and the experimental results indicated that Boudouard reaction plays a significant role in the carbothermic reduction reaction of nickel oxide. The results revealed that formation and increasing of monoxide carbon gas (COg) can change the kinetic reaction mechanism into solidgas mechanism which has the major effect on increasing the rate of reaction. The decrease in the particle size/crystallite size of the nickel oxide in the milled samples not only resulted in decreasing in the reaction temperature, but also resulted in formation of fine particles of metallic nickel. Therefore, it is possible to achieve the metallic nickel particle in the range of submicron or nanometer via carbothermic reduction reaction of NiO using mechanical activation of NiOC mixture.