白云鄂博铁精矿内配碳球团还原动力学研究

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铁矿—煤球团在空气中还原时的燃烧过程实验研究

高而扩戈．
关键词：矿－圆；气；；铁堞球空还愿髌烧
中图分类号：Ｆｌ文献标识码：文章编号：１．５（０）１０４４＇ｏｒＡ１３１４２２０。０－１６００００
有人根据铁矿一球团在高温氧化性气氛中能够还原并获得较高还原率的实验结果煤，出了在提
揭示铁矿一球团在空气中还原时的燃烧过程．煤
１研究方法
１１铁矿一．煤球团的制取实验用鞍山大弧山磁铁精矿粉（Ｆ６．％，ｅ２．３，岗烟煤和阳泉无烟煤的混合煤，Ｔｅ５４６ＦＯ７５％）鹤其工
业分析为：固定碳６．１，发份８１％挥２．４，分１．５．铁精矿粉和煤０４％灰１４％将
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第２５卷第１期２００２年２月
鞍山钢铁学院学报
Ｊ，Ｊｏｓａｎｔｕｅｏ．ＳＴｃｎｌｇｏ￣ｆＡｎｈｎＩｓｔｔｆＩ＆．ｅｈｏｏｙｉ
Ｖｏ．５Ｎ１１２ｏＦｂ．２０ｅ，０２
设定从７００ ℃．０ —１００１２２球面附近的温度测试．．每次
１空气储气罐２硅胶脱水剂．３流量计．４气体入口
取４个铁矿一煤球团，两层（制成的吊放篮内，距顶层的球团２ｍ左右处放在ｍ置一个测温热电偶，吊篮一起吊人工与作管直径为５ｍ的竖式电炉内实验０ｒｎ

不同巴润精矿配比球团矿的还原膨胀试验研究

ＳＨＥＮａＭｏ—ｓｎ。ｉ—ｙ。ｅＬＶＺｈｉＫＡＮＧＷｅ —ｇｎｅ，
（ｅｈｉｌｅｔ，ｔｌｎｏｏＬｄｏａｔｕＳｅｌＧｏｐＣｒ．Ｂｏｕ０４１，ｅＭｏｇｏ，ｈｎ）ＴｃｎａｎｅＱ’ ｅｉＣ．ｔ．ｆＢｏｔ（ｒｕ）ｏ，ａｔ１００ＮｉｎｇｌＣｉａｃＣｒＳｅＵｎｏｅｐｏ
是由于巴润精矿中含有较高的挥发组分所致，挥发组分还原膨胀的观点，以圆满地解释白云鄂博铁精矿引起的可
球团矿的恶性膨胀，是对球团矿还原膨胀理论的完善和创新。关键词：球团矿；巴润精矿；配比；还原膨胀率中图分类号：Ｆ４．Ｔ０６６文献标识码：Ｂ文章编号：０９— ４８２１）５— ０４一４１０５３（０１Ｏ０３ｏ
第３７卷第５期２１０１年１０月
包
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Ｖ０．７．．Ｉ３Ｎｏ５
Ｏｃｏｅ．０ｌｔｂｒ２ｌ
ＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙｏａｔｕＳｅｌｃｅｃｎｃｎｌｇｆＢｏｏｔｅ
不同巴润精矿配比球团矿的还原膨胀试验研究
ＥｘｒｍｅａｓａｃｉＲｅｃｉｅＳｗｅｌｎｇｏｌｅｓｗｉｈｐｅｉｎｔｌＲｅｅｒｈＯｌｄｕｔｖｌｉｆＰｅｌｔｔＶａｉｕｓＰｒｐｏｔｏｓｏｒｎＩｏｒｎｅｒｔｒｏｏｒｉｎｆＢａｕｒｎＯｅＣｏｃｎｔａｅ

白云鄂博氧化矿石深度还原_磁选试验研究

图 4 还原温度对还原物料金属化率的影响 Fig. 4 Effect of deoxidization temperature on
metallization rate
图 5 不同还原温度时还原物料镜下形貌特征 Fig. 5 Micro scopic morphology of deoxidized sample s at different temperature s
Na2O SiO2 CaO MgO BaO Al2O3 MnO TiO2 0. 98 10. 42 16. 57 2. 14 1. 96 0. 85 0. 99 0. 27
2 试验结果与分析
2. 1 还原物料的微观结构分析图 2 为还原物料的 XRD 图谱·由图 2 可知 ,
还原物料的主要成分转变为金属铁 ,CaF2 ,CaO· 2RE2O3·3SiO2 等·由此说明在深度还原过程中 , 不仅包含铁氧化物的还原相变 ,同时还存在各氧化物之间的固相反应·
白云鄂博矿是一座特大型铁 - 稀土 - 铌等多金属共生矿床·现已探明铁矿石资源储量为 1416 亿吨 ,稀土资源 ( REO) 储量居世界第一位 ,铌资源 (Nb2O5) 和钍资源 ( ThO2) 储量分别居世界第二位 ,该矿还蕴藏着丰富的萤石、富钾板岩等资源[1 - 2 ]·由于该矿的矿物成分复杂 ,共生关系十分密切 ,矿物嵌布粒度细而不均 ,可利用的有价成分多等原因 ,致使选矿和冶炼极其困难·迄今为止 ,只有铁基本得到了充分利用 ,稀土资源利用率不到 10 % ,其他价值元素如铌、钍、锰等资源基本没有利用[3 - 5 ]·
2Ca3 ( PO4) 2 + 3SiO2 + 10C = 3 (2CaO ·SiO2) + 4 P + 10CO · (1)

白云石强化含氟铁精矿球团的研究

（中南大学资源加工与生物工程学院，南长沙，１０３湖４０８）摘要：究了配加白云石粉提高Ｍｇ含量对含氟铁精矿球团质量的影响。试验结果表明：高球团矿中Ｍｇ研Ｏ提Ｏ
含量对生球质量的影响不大。当球团Ｍｇ含量从０８增加到２０时，品球抗压强度显著提高，度从３５Ｏ．３．成强５５Ｎ／提高到了５５个。但由于白云石的分解产生Ｃ。加了球团的孔隙率，得提高球团矿中Ｍｇ含量会个００Ｎ／Ｏ增使Ｏ
石的Ｍｇ的质量分数达到了２．８，ｉＯ０４％ＳＯ、ＡｌＯ、２ＫＯ含量较低。。。ＮａＯ、
含镁浮士体，熔滴温度进一步上升，使有利于提高球
团矿的软熔和滴落性能＿。另外，当提高球团矿３］适
第４３卷
第１１期
钢
铁
Ｖｏ．１４３。Ｎｏ．１１Ｎｏｅｂｅ２０ｖｍｒ０８
２００８年１１月
ＩｏｎｅｌｒｎａｄＳｔｅ
白云石强化含氟铁精矿球团的研究
许斌，熊林，杨永斌，姜涛，李骞，王界超
７９４．１
ｄ０１ａ／ａｒ船ｍｉ
１．７Ｏ５
Ｏ
％
４２．９
ｔｅｃｍｐｅｓｏｔｅｇｈｏｏｓｅｅｌｔ．ｈｏｒｓｉｎｓｒｎｔｆｒａｔｄｐｌｓｅ

铁精矿内配生物质直接还原的研究

第 54 卷第 4 期2023 年 4 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.4Apr. 2023铁精矿内配生物质直接还原的研究黄柱成，胡建家，李屹鑫，舒阳(中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙，410083)摘要：采用碳中性、清洁、可再生的生物质作为还原剂，对铁精矿内配生物质直接还原及其还原行为进行研究。

研究结果表明：铁精矿内配生物质在直接还原前期快速产生CO 、H 2、C m H n 、CO 2、H 2O 等，在反应罐内形成最高可达16 kPa 的压力，有利于生物质热解后在铁精矿颗粒表面及孔隙内沉积生物质炭及其原位气化，生成H 2和CO ，并与铁氧化物还原反应构成耦合作用，显著促进了铁氧化物低温快速还原。

与传统的未反应核模型不同，新生的金属铁向气流方向迁移和聚集，形成了纤维状的金属铁晶须。

提高还原温度和延长还原时间能够加快铁晶须的迁移和生长，在还原温度为1 040 ℃和还原时间为50 min 的条件下，海绵铁金属化率高达97.21%，铁晶须的宽度达4~10 μm 。

关键词：生物质；直接还原；气流；铁晶须中图分类号：TF55；TK6 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）04-1230-10Study on direct reduction of iron concentrate by biomassHUANG Zhucheng, HU Jianjia, LI Yixin, SHU Yang(School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: Using carbon neutral, clean and renewable biomass as reducing agent, the direct reduction and reduction behavior of biomass in iron concentrate were studied. The results show that in the early stage of direct reduction of iron concentrate by biomass, CO, H 2, C m H n , CO 2, H 2O etc. are rapidly generated, and a pressure of up to 16 kPa is formed in the reaction tank, which is conducive to the deposition of biomass carbon on the surface and pores of iron concentrate particles after biomass pyrolysis and its in-situ gasification to generate H 2 and CO, and form a coupling effect with iron oxide reduction reaction. It significantly promoted the rapid reduction of iron oxide at low temperature. Different from the traditional unreacted core model, the new metal iron migrates and accumulates in the direction of gas flow to form fibrous metal iron whiskers. Increasing the reduction temperature and prolonging the reduction time can accelerate the migration and growth of iron whiskers. Under the condition of reduction temperature 1 040 ℃ and time 50 min, the metallization rate of sponge iron is as high as 97.21% and收稿日期： 2022 −06 −08；修回日期： 2022 −08 −18基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52174330) (Project(52174330) supported by the National Natural ScienceFoundation of China)通信作者：黄柱成，博士，教授，博士生导师，从事烧结球团、直接还原等研究；E-mail ：******************DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.04.002引用格式：黄柱成, 胡建家, 李屹鑫, 等. 铁精矿内配生物质直接还原的研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(4): 1230−1239.Citation: HUANG Zhucheng, HU Jianjia, LI Yixin, et al.Study on direct reduction of iron concentrate by biomass[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(4): 1230−1239.第 4 期黄柱成，等：铁精矿内配生物质直接还原的研究the particle size of iron whiskers is 4−10 μm.Key words: biomass; direct reduction; gas flow; iron whisker直接还原铁是电炉短流程炼钢中不可或缺的原料，电炉炼钢工艺相对高炉炼铁具有流程短、能耗低和污染少的优势[1−2]。

铁碳复合球团直接还原试验研究

第２９卷第２期２００９年０４月矿冶工程ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧ；ＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏＩ．２９№２Ａｐｒｉｌ２００９铁碳复合球团直接还原试验研究①张旭，张建良，郭豪，柏凌（北京科技大学冶金与生态工程学院。

北京１０００８３）摘要：根据转底炉丁艺高温快速还原的特点，在实验窜模拟生产条件，以烧结常用铁矿粉和还原剂（焦粉或煤粉）为原料进行了压球直接还原试验研究，讨论了焙烧温度、Ｃ／Ｏ摩尔比、焙烧时间、球团粒径等工艺参数对球团还原后金属化率和强度指标的影响，并对不同原料条件下焙烧特性进行了基础研究。

结果表明，在焙烧温度１３５０℃、Ｃ／Ｏ比１．１５、焙烧时间２５ｒａｉｎ、球团粒径２５ｉｌｌｍ条件下金属化率达到８５．３３％，球网抗压强度达到２２４０Ｎ／个。

关键词：烧结球团；铁碳复合球团；转底炉；金属化率；抗压强度中图分类号：ＴｆＤ４６文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—６０９９（２００９）０２—００５５—０４ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＤｉｒｅｃｔＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＩｒｏｎ．ｃａｒｂｏｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅＰｅｌｌｅｔＺＨＡＮＧＸｕ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ－ｌｉａｎｇ，ＧＵＯＨａｏ，ＢＡＩＬｉｎｇ（＆ｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，＆莎昭ＵｎｗｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，脱泓曙１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆａｓｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｉｎＲＨＦｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｅｌｌｅｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｃｏｍｍｏｎｌｙ－ｕｓｅｄｐｏｗｄｅｒｅｄｉｒｏｎｏｒｅｓａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｒｅａｇｅｎｔ（ｃｏｋｅｏｒｃｏａｌ）ａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｃ／Ｏ（ｃａｒｂｏｎ／ｏｘｙｇｅｎ）ｔｏｏｌｒａｔｉｏ，ｒｏａｓｔｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｐｅｌｌｅｔｄｉａｍ—ｅｔｅｒｏｎｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｐｅｌｌｅｔｓａｆｔｅｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｒｏａｓｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｉｎｇｌｅｐｅｌｌｅｔａｒｅ８５．３３％ａｎｄ２２４０Ｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｗｈｅｎｔｈｅｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ１３５０℃．Ｃ／Ｏｒａｔｉｏｉｓ１．１５，ｒｏａｓｔｉｎｇｔｉｍｅｉｓ２５ｍｉｎｓａｎｄｐｅｌｌｅｔｄｉａｍｅｔｅｒｉｓ２５ｍｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｔｅｒｅｄｐｅｌｌｅｔ；ｉｒｏｎ—ｃａｒｂｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｅｌｌｅｔ；ＲＨＦ；ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ国内外钢铁界一直在探索新的非高炉炼铁工艺。

含碳球团还原、渗碳、熔融机理的研究

(a) Coal char(20%) + Iron ore(80%) + Bentonite(1%) (b) Coal char(20%) + Electrolytic iron(80%) + Bentonite(1%) (c) Graphite(18.2%) + Iron ore(81.8%) + Bentonite(1%) (d) Graphite(18.2%) + Electrolytic iron(81.8%) + Bentonite(1%)
heated for 9min at 1350oC.
Shell Core
Cross sectional view
Melted
Not melted
( pellet Pc,i )
( pellet Pg,i )
Fig. Outside views and a cross-section of
coal char-iron ore ( pellet Pc,i ) and graphite-iron ore ( pellet Pg,i ) composite pellets heated in N2 for 30min at 1250oC.
其他的影响要因：
1 温度 2 反应气氛
3 气体流量
4 球团内部的压力
本研究的目的
1. 考察焦粉（或者石墨）- 铁矿石混合球团在氮气中高温
加热时所发生的体积膨胀、强度变化等各种现象。
2. 考察含碳球团通过快速升温所发生的高速还原及渗碳。 3. 球团内部球壳-球心（shell-core）构造的形成、熔融。
本研究中所用到的原料
(1) 焦粉(%) (2) 石墨粉(%)

白云鄂博铁矿的球

焙烧设备简单，焙烧均匀好，干燥预热、焙烧和冷却分别链箅机一回单机生产能力大，适合各种原在三台设备上进行，设备环转窑料的球团焙烧节多。
国外球团工艺的发展现状
1912 年瑞典人首先发明了球团法。
1913年德国人也对球团法进行了相关的研究。
在欧洲，自20世纪50年代以来，其炼铁技术取得了长足的进步，其中BV公司最为突出。
•
白云鄂博铁矿带式球团和竖炉球团与烧结矿相比,其低温还原粉化性能和软熔性能均占优。球团矿的低温还原粉化性能和软熔性能均优于烧结矿。白云鄂博铁矿球团矿由于原料特殊(含F 及K、Na),冶金性能差,除了还系性佼好以外, 还原膨胀率、还原后的抗压强度、还原粉化、软化温度等指标离要求都相差甚远,因而不受高炉欢迎。
浸染状霓石型磁铁矿矿石
磁铁矿、霓磁铁矿,粒径0.2一0.5mm浸染于东矿为主, 石、萤石、霓石中或呈条带状分布于霓石岩主矿次之稀土矿物中,磁铁矿被霓石交代,呈残余结构,港湾状结构,萤石又交代霓石呈残余结构
浸染状云母型磁铁矿
磁铁矿呈自形磁铁矿、黑云等粒状结构,粒母、少量碱性径0.2mm士,浸角闪石、石英、染状构造长石、稀土矿物磁铁矿、碱性角闪石、铁白云石、金云母、稀土矿物磁铁矿呈他形粒状结构,粒径 0.2mm士,斑杂状、浸染状构造
Байду номын сангаас
致密块状赤铁矿矿石
90%以上为赤铁矿组成，少量自形、半自形粗晶磁铁矿（或假象赤铁矿），脉石矿物为金云母、萤石、钠长石及稀土矿物
块状白云石型磁铁矿矿石
主要由磁铁矿及铁白云石组成,东介共生了镁矽卡岩组合,西矿共生有金云母、碱性角闪石及稀土矿物

白云鄂博铁矿烧结过程中氟化物生成的热力学与动力学

ｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
２０１３年ｌ２月
内蒙古科技大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｌｕｆｏｒｉｄｅ
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＢａｉｙｕｎｅｂｏｉｒｏｎｏｒｅ
摘
要：针对白云鄂博铁精矿烧结过程中，ＣａＦ：与Ｎａ：Ｏ生成ＮａＦ的反应进行了热力学计算与动力学分析，得出了
ＮａＦ生成反应的开始温度、表观活化能以及限制性环节．结果表明：ＮａＦ生成反应的开始温度为９３６，表观活化
能为８６．８３３ｋＪ／ｏｏｔｌ，即界面反应为过程的限制性环节．
ＬＵ０Ｇｕｏ — ｐｉｎｇ。一ＺＨＡＮＧＭｉｎｇｙｉ，ＷＵＳｈｅｎｇ — ｌｉ

白云鄂博矿磁场作用下的强化还原研究

ｍａｇｎｅｔｉｃｉｆｅｌｄｃｏｕｌｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢａｙａｎＯｂｏｒａｗｏｒｅ；ｕｎｄｅｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｃ
ｉｅｆｌｄ，ｔｈｅｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｔｈｅｃａｒｂｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｉｃｆａｎｔｌｙａｎｄｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓｓｈｏｒｔｅｒｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｔｏｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｍｅｔａｌｌｉｃｉｒｏｎｇｒａｉｎｓｗｅｒｅｍｏｒｅｌｉｋｅｌｙｔｏｇａｔｈｅｒａｎｄｇｒｏｗｕｐ．
第３８卷
第６期
上
海
金
属
Ｖｏ１．３８，Ｎｏ．６
２０１６年ｌ１月
பைடு நூலகம்
ＳＨＡＮＧＨＡＩＭＥＴＡＬＳ
Ｎｏｖ，２０１６５９
白云鄂博矿磁场作用下的强化还原研究
白炳轶郭艳玲金永丽张捷宇
（省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院，上海２０００７２）

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（１．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＳｃｈｏｏｌ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＢａｏｔｏｕ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ，
小．在９５０℃ 下，还原反应过程速ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度由气体内扩散控制．
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆＢａｉｙｕｎｅｂｏｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｆｃａｒｂｏｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｅｌｌｅｔｓ
２０１５年６月
内蒙古科技大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
白云鄂博铁精矿内配碳球团还原动力学研究
赵文广，高强，赵卫东，王永斌，彭军，安胜利
（１．内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头０１４０１０；２．包钢薄板坯连铸连轧厂，内蒙古包头０１４０１０）
Ｊｕｎｅ。２０１５
Ｖｏｌ＿３４．Ｎｏ．２
第３４卷第２期
文章编号：２０９５—２２９５（２０１５）０２－０１１２— ０６
ＤＯＩ：１０．１６５５９／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５— ２２９５．２０１５．０２．００３
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂａｉｙｕｎｏｂｏｏｒｅ；ｃａｒｂｏｎ — ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｅｌｌｅｔｓ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓ；ａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ — ｅｎｉｒｃｈｅｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｉｓａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎａｇｌｏｂａｌｓｃａｌｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎ — ｅｎｉｃｒｈｅｄｇａｓ — ｓｏｌｉｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓ
ＺＨＡＯＷｅｎ－ｇｕａｎｇ，ＧＡＯＱｉａｎｇ，ＺＨＡＯＷｅｉ－ｄｏｎｇ，ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｂｉｎ，ＰＥＮＧＪｕｎ，ＡＮＳｈｅｎｇ．１ｉ
关键词：白云鄂博铁精矿；含碳球团；还原动力学；活化能
中图分类号：ＴＦ５５４文献标识码：Ａ
摘
要：为降低ｃ０排放量，发展以Ｈ为还原剂的炼铁生产方式势在必行．针对富氢气固还原工艺中存在着气体
利用率低和还原供热不足等问题，利用热重法研究了温度、碳氧比、煤粉粒度对白云鄂博铁精矿含碳球团还原速度的影响．结果表明，在碳氧摩尔比为１．１时，还原温度越高，煤粉越小，含碳球团还原速度越大．基于碳气化反应、气
ｌｏｗａｔｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｇａｓｗｉｔｈｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｓｕｐｐｌｙｏｆｈｅａｔ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃａｒｂｏｎ — ｏｘｙｇｅｎｒａｔｉｏａｎｄｃｏａｌｉｎｅｆｓｓｉｚｅｏｎｔｈｅ
２．ＣｏｍｐａｃｔＳｔｒｉｐＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｌａｎｔ，ＢａｏｔｏｕＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｂａｏｔｏｕ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）
相扩散和界面反应的含碳球团还原速度方程能较好地处理本研究的数据．在８５０℃下，由未反应核模型得出气体
内扩散活化能和界面反应活化能分别为８７．３ｋＪ／ｏｔｏｌ和３０６ｋＪ／ｍｏｌ，还原温度越高，扩散阻力越大，化学反应阻力越