矿石固体颗粒孔隙特征鉴定用矿相光学显微镜
从矿石中提取有价金属必须实现的种种变化，一般是通过多
相过程发生的。虽然大多数反应包含一系列比较复杂的步骤，可能
需要分别加以处理，但总反应的某些基本方面，对多数反应来说
都是共同的，这些基本方面可以分类分析。在本章，我们考察一
些基本反应步骤及其在许多个别反应体系中的应用，着重研究非
催化流体一固体反应。
1．反应物和生成物在流体主体与固体颗粒外表面之间的质
量传递；
2．反应物和生成物在固体孔隙内部的扩散；
3．流体中的反应物与固体中的反应物之间的化学反应。
不过近来人们已经认识到，速度控制步骤可随反应条件而改
变，因而在规定的一些条件下得到的那些反应速率数据，在另一
些条件下也许并不适用。而且，往往不可能是一种速率控制步骤，
因为可能有几个步骤对总反应速率有大体相同的影响。随着反应
的进行，这些步骤的相对重要性也可能发生变化。因此，了解各
反应步骤之间的相互关系，不仅对确定规定条件下的速率控制步
骤是重要的，而且对于是否必须考虑一个以上的控制步骤来表达
总反应速率也是重要的。
除了包括物质化学变化在内的上述反应步骤之外，还有两种
过程对总反应速率具有重要影响，即热传递和反应中固体结构的
变化。许多流体一固体反应，不是放热就是吸热。反应热必须从
外界向反应发生的区域传递，或者相反。传热方式包括：(1)外
界与固体表面之间的对流和辐射，(2)固体内部的传导。化学反
应和反应热可能引起结块或孔隙结构方面的其它变化，而这些变
化又可能对总反应速率有显著影响。
如果固体反应物为多孔体，那么通过孔隙的扩散很重要，这
时对反应起重要作用的不再是固体的外表面，而固体大部分都在
起作用。在形成多孔产物的致密固体的反应中，孔隙扩散也很重
要，因为通过孔隙的扩散比通过固相的扩散要快得多。
孔隙扩散比流体相中的扩散复杂得多。如此复杂是由于多孔
固体中扩散通道不是笔直的，而是弯曲的，而与孔隙结构有关的
弯曲度，很难估算。此外，孔隙小于不同物质的平均自由程时，
分子扩散定律便不再适用，但Knudsen扩散却很重要。在某些情
况下，固体内部会建立明显的压力梯度，这时还必须考虑因压力
梯度而引起的传质过程。
孔隙扩散在多相催化、同位素分离与干燥等许多科学与工程
领域中都十分重要。
