KINETIC COMPENSATION EFFECT ON THE CARBOTHERMIC REDUCTION OF IRON OXIDES

• Published in: Canadian metallurgical quarterly 2006, Vol.45 (2), p.161-166
• Main Authors: MOURÃO, M.B., NASCIMENTO, R.C., TAKANO, C.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Exact sciences and technology; Metals. Metallurgy
• ISSN: 0008-4433; 1879-1395
• DOI: 10.1179/cmq.2006.45.2.161

Several kinetic studies have been performed for systems in which particulate iron oxide and carbonaceous material are mixed and the mixture is heated in a suitable apparatus. These studies have proposed kinetic equations to represent the reaction rate and it has been usual to admit that the rate constant follows the Arrhenius law. Apparent activation energies and the respective pre-exponential factors have been determined and there has been great scatter among the results obtained by the different research groups. The present work shows that the two kinetic parameters obtained experimentally by different researchers and in different experimental conditions are related by an expression of the type lnA = aE + b where A is the pre-exponential factor, E is the apparent activation energy obtained in the different experiments and A and b are constants, thus demonstrating the occurrence of the so-called kinetic compensation effect for this system. Plusieurs études cinétiques on été effectuées sur des systèmes dans lesquels de l'oxyde de fer particulaire et du matériel carboné sont mélangés et le mélange est chauffé dans un appareil adéquat. Ces études proposaient des équations cinétiques pour représenter la vitesse de réaction et il était commun d'admettre que la constante de vitesse suivait la loi d'Arrhénius. Les énergies d'activation apparentes et les facteurs pré-exponentiels respectifs ont été déterminés et il y avait une grande dispersion parmi les résultats obtenus par les différents groupes de recherche. Le présent travail montre que les deux paramètres cinétiques obtenus expérimentalement par différents chercheurs et dans des conditions expérimentales différentes sont reliés par une expression du type ln A = aE + b où A est le facteur pré-exponentiel, E est l'énergie d'activation apparente obtenue dans les différentes expériences et A et b sont des constantes, démontrant ainsi l'occurrence du soi-disant effet de compensation cinétique de ce système.