鐵礦球團氣基還原及其還原膨脹行為研究.pdf

1、隨著國內煤制氣工藝的不斷成熟和選礦技術的進步，以及豐富的非焦煤資源，發(fā)展立足本國資源特征的煤制氣豎爐工藝已成為可能。本文通過調節(jié)還原氣中H2配比和還原溫度進行了氣基還原和還原動態(tài)膨脹試驗研究。主要創(chuàng)新點和結論如下:
　　還原氣體中H2配比增加明顯加快鐵礦球團還原，鐵礦球團膨脹率先迅速增大后逐漸減小。94％CO氣氛下球團在還原度25％～30％時達到最大膨脹率，H2/CO=1.0、1.6及94％H2氣氛下球團在還原度40％左右時達到最

2、大膨脹率。隨著還原氣中H2配比增加，球團最大膨脹率呈下降趨勢。提高還原溫度，球團膨脹率的增加主要來自于Fe3O4還原為FeO的階段;增加H2含量，球團在Fe2O3還原為Fe3O4階段的膨脹率有減小的趨勢。
　　鐵礦球團動力學研究表明:鐵礦球團氣基還原反應由外向內逐步推進，整個反應過程屬于“未反應核模型”。在94％CO-3％CO2-3％N2還原氣800～900℃還原時，過程受化學反應和內擴散混合控制，1000℃時過程受內擴散控制，金

3、屬鐵多以短而粗的錐狀晶析出;在H2/CO=1.0、1.6、94％H2-3％CO2-3％N2還原氣800～900℃還原時，過程受化學反應控制，金屬鐵多以纖維狀鐵晶須析出;1000℃過程受化學反應和內擴散混合控制，金屬鐵多以錐狀晶析出。隨著還原的進行，鐵晶須比錐狀晶更容易使球團產生收縮。
　　球團達到最大膨脹時僅有少量甚至沒有金屬鐵生成，膨脹不是由鐵晶須的生成造成的。提高還原溫度，鐵礦球團過渡區(qū)域的孔洞、裂紋逐漸增多變大，同時中心區(qū)域