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Abstract

Kinetic studies have been made of the thermal decomposition of precipitated calcium carbonate, powdered calcite, and regular fragments of calcite crystals. The powdered materials were examined in the form of pellets, which were prepared by compacting the powder to about 70% of its theoretical density. The work was done at one atmosphere of pressure in a flow of air containing various amounts of carbon dioxide. It was observed that the decomposition of the pellets, which were prepared in a variety of shapes, was characterized by the same advancing interface mechanism as that observed for single specimens of crystal fragments. When the rates of decomposition were normalized for the change in of interfacial area accompanying decomposition, it was possible to correlate the observed rates of decomposition for a variety of pellet shapes, and to relate these rates, as a function of particle size and pellet roughness, to the rates of decomposition of large fragments of calcite crystals. The activation energy for the decomposition reaction was found to be 40.6 kcal./mole. At a constant temperature, the decrease in reaction rate with increasing carbon dioxide pressure was found to be proportional to the difference between the equilibrium dissociation pressure and the back pressure of carbon dioxide. A reaction mechanism based on diffusion through a constant thickness of active calcium oxide is suggested.

Une étude cinétique de la décomposition thermique du carbonate de calcium précipité, de la calcite en poudre et de crystaux fragmentés de calcite est présentée. Les substances en poudre ont été compactées sous forme de pastilles, de formes diverses, jusqu'à 70% de la densité théorique avant d'ětre étudiées. La décomposition a eu lieu à pression atmosphérique dans un courant d'air contenant des proportions variables de gaz carbonique. Cette décomposition des pastilles est caractérisée par le měme mécanisme d'interface progressive observé sur les crystaux fragmentés individuels. Lorsque les taux de décomposition sont ajustés pour la variation de surface interfaciale lors de la décomposition il est possible d'établir une relation entre les taux de décomposition des diverses formes de pastilles. La relation entre ces taux, en fonction des dimensions des particules et de la rugosité des pastilles, et les taux de décomposition de fragments de calcite peut aussi ětre établie. L'énergie d'activation de la réaction de décomposition a été déterminée comme étant 40.6 kilo calories/mole. A température constante, la réduction dans le taux de réaction avec l'augmentation du gaz carbonique est proportionnelle à la différence entre la pression de dissociation à l'équilibre et la pression initiale du gaz carbonique. Il est proposé un mécanisme basé sur la diffusion au-travers d'une couche constante d'oxyde de calcium.