Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO体系铁深度还原过程动力学研究

王帅, 李国峰, 杨含蓄, 赵礼兵, 刘立伟. Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO体系铁深度还原过程动力学研究[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(1): 1-4, 9. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.001
引用本文: 王帅, 李国峰, 杨含蓄, 赵礼兵, 刘立伟. Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO体系铁深度还原过程动力学研究[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(1): 1-4, 9. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.001
WANG Shuai, LI Guofeng, YANG Hanxu, ZHAO Libing, LIU Liwei. Kinetics for Iron Oxide in Reduction Process of Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO System[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(1): 1-4, 9. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.001
Citation: WANG Shuai, LI Guofeng, YANG Hanxu, ZHAO Libing, LIU Liwei. Kinetics for Iron Oxide in Reduction Process of Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO System[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(1): 1-4, 9. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.01.001

Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO体系铁深度还原过程动力学研究

  • 基金项目:
    河北省自然科学基金(E2018209089);华北理工大学博士科研启动项目(28411499)
详细信息
    作者简介: 李国峰(1987-), 男, 河北承德人, 博士, 讲师, E-mail:liguofengncu@sina.com
  • 中图分类号: TD951.1;TF046.2

Kinetics for Iron Oxide in Reduction Process of Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO System

  • 采用等温法和非等温法,考察了Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaO体系深度还原过程的还原度和还原速率变化规律,并进行了系统的动力学分析。试验结果表明,还原温度对该体系深度还原反应的还原度和还原速率影响较大。等温法确定整个深度还原过程的机理函数符合Avrami-Erofeev方程,成核长大是反应的限制性环节,表观活化能和指前因子分别为288.21 kJ/mol和1.15×109 min-1。非等温法试验确定反应可分为前期、中期和后期三个阶段,中期主体反应阶段的机理函数符合Avrami-Erofeev方程,表观活化能和指前因子分别为272.60 kJ/mol和1.24×109 min-1。上述研究内容为进一步分析鲕状赤铁矿深度还原过程的动力学奠定基础。

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  • 图 1  试验系统

    Figure 1. 

    图 2  等温深度还原过程还原度曲线

    Figure 2. 

    图 3  等温深度还原过程的还原速率曲线

    Figure 3. 

    图 4  lnK-(1/RT)×1 000线性拟合图

    Figure 4. 

    图 5  非等温深度还原反应的还原度和还原速率曲线

    Figure 5. 

    图 6  ln[G(α)/T 2]-(1/RT)×1 000曲线及其线性拟合图

    Figure 6. 

    表 1  试样初始成分      /%

    Table 1.  Initial composition of sample

    成分 Fe2O3 SiO2 Al2O3 CaO
    含量 62.12 23.35 6.21 8.32
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    表 2  焦炭的工业分析结果      /%

    Table 2.  Industrial analysis results of coke

    成分 固定碳 挥发分 灰分 水分 S
    含量 81.64 3.36 15.00 0.43 0.293
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出版历程
收稿日期:  2018-08-08
刊出日期:  2019-02-25

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