貴州鮞狀赤鐵礦的氫氣還原行為

  鮞(er)(er)狀赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)中國一種重要的(de)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)資源,已(yi)查明資源儲量37.2億(yi)t,貴州查明有5億(yi)t以上,合理開發此類礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)資源將會緩解(jie)中國對進口(kou)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)的(de)依賴。該(gai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)微(wei)觀結(jie)(jie)構(gou)為鮞(er)(er)粒(li)構(gou)造,在(zai)(zai)鮞(er)(er)粒(li)之間夾雜著不同的(de)膠結(jie)(jie)物質,通常由(you)(you)鋁、鎂(mei)、鈣、氧元(yuan)素組成脈石(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物,形狀多呈橢圓(yuan)狀、圓(yuan)狀。該(gai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)(shi)主要由(you)(you)赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)組成,含鐵(tie)(tie)品位一般在(zai)(zai)30%~45%之間,赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)嵌布粒(li)度極(ji)細,采用常規(gui)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法達不到使赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與脈石(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物分離的(de)效(xiao)果。

  科研(yan)人員在800~1100℃范圍內(nei)、H2體積分(fen)數為99.99%的氣氛(fen)條(tiao)件下,采用氣基直接還原工藝對貴州(zhou)鮞狀赤鐵礦進(jin)行了(le)(le)恒溫還原研(yan)究,使用X射線(xian)衍(yan)射儀(yi)和光學顯微鏡對還原產物進(jin)行了(le)(le)表征,通過阿倫尼烏斯公式計算了(le)(le)還原反(fan)應的表觀(guan)活(huo)化能,并采用未反(fan)應核模(mo)型判(pan)斷了(le)(le)還原反(fan)應的限制(zhi)性環節。

  結果(guo)(guo)表(biao)(biao)明:當還原溫度為(wei)(wei)(wei)1100℃,還原時(shi)間(jian)為(wei)(wei)(wei)150min,二元堿度為(wei)(wei)(wei)1.0時(shi),可以獲(huo)得金屬(shu)(shu)化(hua)率(lv)為(wei)(wei)(wei)91.15%的直(zhi)接還原產(chan)物,原礦中加入CaO促(cu)進了FeAl2O4和(he)Fe2SiO4的還原,是還原產(chan)物金屬(shu)(shu)化(hua)率(lv)提高的主(zhu)要原因(yin)。動(dong)力學(xue)結果(guo)(guo)表(biao)(biao)明:原礦在900~1100℃的還原過程中受氣體內擴散控制,其(qi)表(biao)(biao)觀(guan)活化(hua)能為(wei)(wei)(wei)18.95kJ/mol,并且在典型氣體內擴散范圍內。