Li2CO3在含碳球团还原中催化机理的研究

通过在氧化铁中添加碳粉和少量Ｌｉ２ＣＯ３添加剂,考察了碱金属化合物和温度对含碳才还原过程的影响,探讨了碱金属化合物的催化机理,实验结果表明,球团还原率随着碱金属化合物添加量而增大,但增大幅度随添加剂增多,温度升高而减小,在球团还原初期,Ｂｏｕｄｏｕａｒｄ反应是还原的限制环节,添加Ｌｉ２ＣＯ３可以降低反应活化能,较高温度下还原后期,氧化铁的气相还原是反应的限制性环节,添加Ｌｉ２Ｃｏ３可以加快Ｆｅ／Ｆ     

含碳铬铁矿球团的固态还原特性

通过含碳铬铁矿粉矿成球及还原实验,研究还原温度、内配碳量、还原时间和添加剂对铬铁矿球团预还原结果的影响.结果表明:还原温度和内配碳量对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1200℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加,内配碳比Ic/o=1.2为铬铁矿预还原球团的较佳配比;高温(≥1 300℃)时,可实现含碳铬铁矿球团的快速还原(f≤1 h);低温时,铁优先于铬还原,总还原反应完成时间需3~4 h.添加剂强化含碳铬铁矿球团预还原的实验结果表明,不同添加剂对还原反应的影响具有较大差异;不同温度下,相同添加剂的催化能力也有一定的差异;实验所涉及的添加剂中以NaCl、Na2B4O7·10H2O和Na2CO3的催化效果较好.     

CO还原Fe_2O_3-NiO复合物形成Fe-Ni合金的非等温还原动力学(英文)

研究采用CO还原不同比例Fe2O3-NiO复合物的非等温还原动力学及机理。结果表明:随着NiO含量的增加,样品的还原程度不断提高,NiO的存在提高氧化铁还原率。在还原开始阶段,NiO优先被还原,Ni作为催化剂可以提高氧化铁的还原率。NiO含量的增加促进镍铁相(FeNi3)的增加,但导致铁纹石相(Fe,Ni)和镍纹石相(Fe,Ni)的减少。金属镍、金属铁及镍铁合金的形成导致微观颗粒具有均匀性。在还原初始阶段,气体产物中CO浓度大于CO2浓度,然后逐渐减小,当温度在400~500°C内,Fe2O3-NiO复合物的还原速率达到最大值,成核长大模型可以揭示还原机理。在温度低于1000°C的条件下,成核长大过程是还原反应速率的限制环节。     

CO还原Fe2O3-NiO复合物形成Fe-Ni合金的非等温还原动力学（英文）

研究采用CO还原不同比例Fe2O3-NiO复合物的非等温还原动力学及机理。结果表明:随着NiO含量的增加,样品的还原程度不断提高,NiO的存在提高氧化铁还原率。在还原开始阶段,NiO优先被还原,Ni作为催化剂可以提高氧化铁的还原率。NiO含量的增加促进镍铁相(FeNi3)的增加,但导致铁纹石相(Fe,Ni)和镍纹石相(Fe,Ni)的减少。金属镍、金属铁及镍铁合金的形成导致微观颗粒具有均匀性。在还原初始阶段,气体产物中CO浓度大于CO2浓度,然后逐渐减小,当温度在400~500°C内,Fe2O3-NiO复合物的还原速率达到最大值,成核长大模型可以揭示还原机理。在温度低于1000°C的条件下,成核长大过程是还原反应速率的限制环节。     

Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3系还原烧结过程中Fe_2O_3的反应行为（英文）

以纯化合物和高岭土为原料,研究Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3三元系还原烧结过程中Fe_2O_3的反应行为。热力学计算分析和还原烧结实验结果表明,在还原性碳气氛中,1173 K下Fe_2O_3被还原后得到的FeO能分别与SiO_2和Al_2O_3反应生成硅酸亚铁和铝酸亚铁。对于Fe_2O_3-SiO_2-Al_2O_3三元系,在还原性气氛条件下,Fe_2O_3还原后形成的FeO将优先与Al2O3反应形成铝酸亚铁,只有当体系中Al_2O_3反应完全后还存在过量的FeO时,SiO_2才能与FeO反应形成硅酸亚铁。当烧结温度继续升高到1473 K时,三元系中形成的铝酸亚铁将进一步与体系中的SiO_2反应生成莫来石和FeO。研究结果有望为氧化铝生产过程中低A/S比含铁原料的铝硅分离提供新的思路。     

H2还原铁矿石球团的动力学研究

通过热重分析实验、XRD和金相分析等实验手段,对铁矿石球团在600～1 000℃温度范围内的H2还原过程进行了探讨,并采用未反应核模型对铁矿石球团的H2还原动力学进行分析。结果表明:H2还原铁矿石球团的过程具有明显的阶段性特征,还原速率整体上随着温度的升高而增大,然而在700～900℃温度范围内出现了还原速率的迟滞现象。在本实验条件下,整个还原过程的速率由外扩散、内扩散和化学反应混合控制,反应的表观活化能为39.49 kJ/mol。     

添加氧化铁高效热解脱除氰化钠

提出采用氧化铁催化热解高效除氰。采用XRD、DSC-TG、化学分析等手段对不同条件下添加和无添加氧化铁高效脱除氰化钠的机理进行研究。未添加氧化铁时,空气条件下,氰化钠在587.4℃开始发生分解;氩气条件下,氰化钠在879.2℃开始发生分解。添加氧化铁时,氩气条件下,大约60%的氰化钠在350℃热解30 min时发生分解;在空气或氧气条件下,当氧化铁与氰化钠质量比为1:1时,几乎所有的氰化钠在350℃热解30 min内完成脱除。研究表明,催化剂Fe2O3添加量的增加、除氰温度的升高及除氰时间的延长均有助于氰化钠的脱除。随着氧化铁的添加,氩气条件下,NaCN与Fe2O3反应生成Na4Fe(CN)6、Na2CO3、NaNO2和Fe3O4;空气或氧气条件下,NaCN分解生成NaCNO、Na4Fe(CN)6和微量的NaNO2,且形成的NaCNO和Na4Fe(CN)6随后发生分解,生成Na2CO3、CO2、N2、FeOx和微量的NOx。     

硫酸钠和碳酸钠对高铝铁矿钠化还原动力学规律的影响

采用纯物质试验、等温还原法和微观结构分析法研究硫酸钠和碳酸钠对高铝铁矿钠化还原动力学规律的影响。结果表明:铁-铝-硅氧化物体系添加钠盐还原焙烧时,铁氧化物的还原转变规律为Fe3+→Fe O→Fe,其中在还原初期30 min以内,添加硫酸钠时,铁氧化物的还原较添加碳酸钠的要快。硫酸钠和碳酸钠均能显著提高高铝铁矿的金属化率和还原度,加快还原反应速率,在还原初期30 min以内,不添加钠盐时还原反应速率常数为2.31,添加碳酸钠时升高到3.34,添加硫酸钠时达到3.92。高铝铁矿石还原初期(15 min以内),以硫酸钠为添加剂,球团内部金属铁晶粒明显,铁晶粒粒径范围为1~10μm;以碳酸钠为添加剂,球团内部金属铁晶粒几乎不可见,边缘可见铁晶粒与脉石成分连生。     

Li2CO3掺杂BaTiO3无铅压电陶瓷的低温烧结

以Li2CO3作为烧结助剂,采用传统固相烧结法制备BaTiO3陶瓷。研究了烧结温度(1000~1150℃)和Li2CO3添加质量分数(0%~5%)对BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明:Li2CO3的掺入有效地促进了陶瓷的烧结,使BaTiO3的烧结温度从1300℃以上降低到1050℃。X射线衍射结果表明:未掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为四方相结构,掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为正交相结构。Li2CO3掺量为1%的陶瓷样品具有较高的致密度,且在1050℃时获得最大值,其相对密度可达94%。当烧结温度为1100℃时,BaTiO3陶瓷的压电常数d33获得最大值,且d33随着Li2CO3掺量的增加而降低。其中Li2CO3掺量为1%时陶瓷具有较好的电性能:d33=200pC/N,εr=1322,TC=115℃。     

Zn在FetO-CaO-SiO2-Al2O3渣系中的挥发行为

研究Zn在含Cl的FetO-CaO-SiO2-Al2O3渣系中的挥发行为,包括挥发气体种类、挥发率以及各因子如温度、渣成分、添加剂等的影响。应用吉布斯自由能最小化原则,热力学计算显示在本实验温度条件下,样品90%渣＋10%ZnO＋CaCl2中的挥发气体为金属Zn、ZnCl2及FeCl2。实验结果表明,金属Zn及FeCl2气体挥发量随温度增加而增加,而ZnCl2气体量却随之降低。反应初期,样品挥发速度很快,10 min后基本趋于稳定,ZnCl2主要形成于样品升温期间（室温至实验温度1 190℃）,恒温期间,生成的ZnCl2与FeO反应生成FeCl2气体及ZnO,后者又被FeO还原成金属Zn气体。渣成分中,FeO含量和二元碱度CaO/SiO2对Zn的挥发气体种类及挥发率有重要影响。添加还原剂如C粉可显著提高Zn的挥发率。     

REDUCTION RATE OF FeO IN MOLTEN SLAG BY SOLID CARBON

用体系的初始浓度结合反应过程还原剂失重速度测定动力学参数的方法,测量了固体碳还原熔融FeO-CaO-SiO_2-MgO和FeO-CaO-SiO_2两种渣系中FeO的还原速度。在本试验条件下测出的还原反应速度是总FeO(wt-％)的表观一级反应。表观活化能为222.60kJ/mol。本试验的经验速度方程式为 v=-(W_s/A)·dC/dt=1453.0[exp(-(222600/RT))]·C 试验表明对流扩散是固体碳还原熔融氧化铁反应的速度限制步骤。     

Effect of Ilmenite Component and AIR on Element Distribution of Titanium Slag Smelted by DC Arc Furnace

助化学平衡计算法,对冶炼过程中钛、碳及伴生元素的分配行为进行了研究,并用生产结果加以验证,计算结果与实验结果较吻合。结果表明:钛铁矿中Ti O2和Fe O含量的增加,增加了作为微量元素和用于还原Fe O和Ti O2的C量,提高了钛渣中总的Ti O2和Ti2O3的量,同时降低了用于还原Fe2O3的C量,降低了钛渣中Fe O的含量。当钛渣中Fe2O3含量由12%增加到20%时,作为微量元素C和用于还原Fe2O3的C量分别降低了0.006 mol和0.348 mol,钛渣中总的Ti O2和Ti2O3的量分别降低了8.34%和2.37%,而用于还原Fe2O3的C量增加了约0.36 mol,Fe O的质量分数增加了8.94%。其他成分对钛渣中总的Ti O2量的影响程度由大到小排序为:Si O2>Mg O>Al2O3>Ca O。对钛渣还原冶炼过程中元素分配行为的研究,可实现对工艺的更好控制、提高钛渣品位。     

EFFECT OF ALKALIS AND FLUORINE ON SWELLING PROPERTIES OF PELLET DURING REDUCTION

本文研究了碱金属和氟或两者综合,以及它们的不同存在状态对球团矿还原膨胀的影响。在模拟包钢工业球团的碱金属和氟含量的条件下,通过分步还原,发现球团矿的异常还原膨胀主要发生在第一还原阶段,并出现了严重的铁氧化物晶体开裂。只有在含碱金属特高的样品中在第三还原阶段出现严重的铁须。此外还研究了碱金属和氟对球团矿渣相热稳定性的影响.采用x射线衍射及Mossbauer谱分析了碱金属在铁氧化物不同还原阶段的赋存状态及其对它们的晶体结构的影响,借助于TDA对含碱金属铁氧化物的还原进行动力学分析,提出了碱金腻导致铁氧化物晶体开裂及铁须生长的机理模型。     

含碳球团还原过程中反应分数,还原度和金属化率的关系

推导了含碳球团的反应分数、还原度和金属化率间的关系。根据这些关系处理失重试验的数据可确定含碳球团中金属Ｆｅ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３的变化。     

Effect of gas composition on cementite decomposition and coke formation on iron

Cementite decomposition and coke formation in the metal dusting process of iron were investigated at 700 °C in CO-H₂-H₂O gas mixtures. The presence of graphite deposited on the surface initiates the decomposition of cementite into iron and graphite. The morphology of the reaction products varies with gas composition. For CO concentrations less than 5 vol%, particles of iron or even closed iron layers have been observed at the cementite/graphite interface. With increasing CO content the amount of iron in the interface decreases. At CO concentrations higher than 30 vol%, iron could not be detected at the interface by optical microscopy. Thermo-gravimetric analysis shows that the rate of carbon take-up increases with increasing CO concentration reaching a maximum at about 60-75 vol%.The morphologies of graphite in the coke layer can be identified as three types: porous graphite clusters with embedded iron-containing particles, compact bulk graphite with a uniform thickness and a columnar layered structure, and filamentous carbon with iron-containing phases at the tip or along its length. For gas mixtures with low CO concentrations, e.g. 5 vol%, porous graphite clusters are the main form of carbon although filamentous carbon can be seen at the early stage of reaction. With increasing CO concentrations to, e.g. 30 vol%, a compact bulk graphite is formed on the top of the surface. Under this compact graphite, there is an inner layer of graphite which is the combination of porous graphite clusters and filaments. These two layers of graphite are clearly distinguishable when CO content reaches more than 75 vol%. In this case, the main form of graphite in the inner layer is filamentous carbon. The compact graphite layer suffers a serious deformation and forms many cracks because of the growth of catalytic filamentous carbon underneath. These filaments grow outside from compact graphite crevices and finally cover the whole surface. The higher the CO content in the gas, the more the tendency of filamentous carbon formation. The interplay between morphologies of carbon formation and metal dusting has been discussed.     

KINETICS OF REDUCTION IRON OXIDE IN CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_tO SLAGS WITH CARBON SATURATED IN MOLTEN IRON

1.IntroductionItisimportanttoinvestigatethekineticsofreductionofironoxideinslagswithcarbonsaturatedinmoltenironforunderstandingboththeslag-metalreactioninthehearthofblastfurnaceandthefinalreductionbehavioursofprereductionironorepelletscontainingcarboninironbathreactor.Theprevious.......h..sll--7]focusedtheirattentionsmainlyonthereductionrateofpureironoxideortheredlltionrateofironoxideinsimpleslags.Thoseresultsarenotconsistentwiththatoftilerealsituation.Throughanalyzinggascompositionattheoutlet…     

REDUCTION BEHAVIOR OF IRON ORE PELLETS CONTAINING CARBON UNDER NON-ISOTHERMAL CONDITION

The reduction behavior of iron ore pellets containing carbon under non-isothermal condition in the temperature range from 573 to 1373K has been investigated in a laboratory scale setup. The test results show that carbon content has no obvious effect on reduction degree of composite pellets (C/O mole ratio=1.0) by CO in the temperature range from 575 to 1373K under linear temperature-rising program; reduction degree of iron ore pellets containing carbon is larger in 90%CO-10%CO2 mixture than that of in 100%CO atmosphere or in 80%CO-20%CO2 mixture; the s type temperature-rising program has a better effect than that of linear one to increase the reduction degree; and reduction degree of slower linear temperature-rising program is greater than that of faster one, but the final reduction degrees, i.e., those at the highest temperature are about same for various CO partial pressures or temperature-rising programs. The kinetic analysis also shows that the reduction of iron ore-carbon composite pellets by CO or CO-CO2 mixture under non-isothermal condition should be controlled 6y surface reaction, and the apparent reduction activation energy changes with the reduction progress under various test conditions.     

RELATIONSHIP BETWEEN REDUCIBILITY AND HIGH TEMPERATURE PROPERTIES OF TITANIA-RICH SLAGS

采用高温显微镜研究了Ti渣还原度与高温性质的关系。随着Ti渣还原度提高及FeO含量降低,其熔化性和流动性温度曲折地上升。在22.21>FeO wt-％>12.68,0FeO wt-％>5.44,0.11相似文献   

CO还原CaO－SiO_2－Al_2O_3－Fe_tO渣系研究

研究了在１７２３Ｋ下ＣＯ还原ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａ１_２Ｏ_３－Ｆｅ_ｔＯ渣系。根据ＣＯ_２红外分析仪测定的出口气体中ＣＯ_２浓度变化，计算了炉渣的表现还原速度常数Ｋ_ａ和还原速度常数Ｋ。结果表明，加入Ａｌ_２Ｏ_３，提高了ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ｆｅ_ｔＯ的Ｋ_ａ和Ｋ值；炉渣碱度不变时，随着Ｆｅ_ｔＯ含量的增加，Ｋ_ａ呈增加趋势，但Ｋ则呈抛物线趋势变化；当ＦｅＯ的光学碱度∧_ＦｅＯ为１．０或０．８７时，Ｋ_ａ随该四元渣系光学碱度的增加而线性增加，而Ｋ则呈递减趋势。用炉渣规则溶液模型计算了ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３－Ｆｅ_ｔＯ四元渣系的Ｆｅ_ｔＯ活度ａ_Ｆｅ_ｔＯ。