鐵礦球團(tuán)氣基還原及其還原膨脹行為研究.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)煤制氣工藝的不斷成熟和選礦技術(shù)的進(jìn)步，以及豐富的非焦煤資源，發(fā)展立足本國(guó)資源特征的煤制氣豎爐工藝已成為可能。本文通過調(diào)節(jié)還原氣中H2配比和還原溫度進(jìn)行了氣基還原和還原動(dòng)態(tài)膨脹試驗(yàn)研究。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和結(jié)論如下:
　　還原氣體中H2配比增加明顯加快鐵礦球團(tuán)還原，鐵礦球團(tuán)膨脹率先迅速增大后逐漸減小。94％CO氣氛下球團(tuán)在還原度25％～30％時(shí)達(dá)到最大膨脹率，H2/CO=1.0、1.6及94％H2氣氛下球團(tuán)在還原度40％左右時(shí)達(dá)到最

2、大膨脹率。隨著還原氣中H2配比增加，球團(tuán)最大膨脹率呈下降趨勢(shì)。提高還原溫度，球團(tuán)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(tuán)在Fe2O3還原為Fe3O4階段的膨脹率有減小的趨勢(shì)。
　　鐵礦球團(tuán)動(dòng)力學(xué)研究表明:鐵礦球團(tuán)氣基還原反應(yīng)由外向內(nèi)逐步推進(jìn)，整個(gè)反應(yīng)過程屬于“未反應(yīng)核模型”。在94％CO-3％CO2-3％N2還原氣800～900℃還原時(shí)，過程受化學(xué)反應(yīng)和內(nèi)擴(kuò)散混合控制，1000℃時(shí)過程受內(nèi)擴(kuò)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(shí)，過程受化學(xué)反應(yīng)控制，金屬鐵多以纖維狀鐵晶須析出;1000℃過程受化學(xué)反應(yīng)和內(nèi)擴(kuò)散混合控制，金屬鐵多以錐狀晶析出。隨著還原的進(jìn)行，鐵晶須比錐狀晶更容易使球團(tuán)產(chǎn)生收縮。
　　球團(tuán)達(dá)到最大膨脹時(shí)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(tuán)過渡區(qū)域的孔洞、裂紋逐漸增多變大，同時(shí)中心區(qū)域