貴州鮞狀赤鐵礦的氫氣還原行為

  鮞狀赤鐵礦是中國一種重要的鐵礦資源,已查明資源儲量37.2億t,貴州查明有5億t以上,合理開(kāi)發(fā)此類(lèi)礦石資源將會(huì )緩解中國對進(jìn)口鐵礦石的依賴(lài)。該礦石微觀(guān)結構為鮞粒構造,在鮞粒之間夾雜著(zhù)不同的膠結物質(zhì),通常由鋁、鎂、鈣、氧元素組成脈石礦物,形狀多呈橢圓狀、圓狀。該礦石主要由赤鐵礦組成,含鐵品位一般在30%~45%之間,赤鐵礦嵌布粒度極細,采用常規選礦方法達不到使赤鐵礦與脈石礦物分離的效果。

  科研人員在800~1100℃范圍內、H2體積分數為99.99%的氣氛條件下,采用氣基直接還原工藝對貴州鮞狀赤鐵礦進(jìn)行了恒溫還原研究,使用X射線(xiàn)衍射儀和光學(xué)顯微鏡對還原產(chǎn)物進(jìn)行了表征,通過(guò)阿倫尼烏斯公式計算了還原反應的表觀(guān)活化能,并采用未反應核模型判斷了還原反應的限制性環(huán)節。

  結果表明:當還原溫度為1100℃,還原時(shí)間為150min,二元堿度為1.0時(shí),可以獲得金屬化率為91.15%的直接還原產(chǎn)物,原礦中加入CaO促進(jìn)了FeAl2O4和Fe2SiO4的還原,是還原產(chǎn)物金屬化率提高的主要原因。動(dòng)力學(xué)結果表明:原礦在900~1100℃的還原過(guò)程中受氣體內擴散控制,其表觀(guān)活化能為18.95kJ/mol,并且在典型氣體內擴散范圍內。