碳包覆磁铁矿粉等温还原反应动力学

研究了碳包覆磁铁矿粉等温还原速率的最佳影响因素,试验以烟煤与无烟煤为碳源,采用研磨时间为105 s的碳包覆磁铁矿粉,利用自制的动态还原反应炉分别测试以烟煤和无烟煤为碳源包覆磁铁矿粉在不同温度下的失重状态;结合多相反应速率方程做出三种限制性因素下的速率方程,通过线性拟合得出方程的拟合曲线相关系数和速率常数k,再结合最大似然法得出D3模型为最佳模型,即以气相扩散为限制性环节,模型方程为G(α)=[1-(1-α)~(1/3)]~2,计算得出的烟煤碳包覆还原反应活化能E_a为52.317 kJ/mol。     

碳包覆磁铁矿粉非等温还原反应动力学

采用机械研磨的方法对磁铁矿粉进行碳包覆,在10 K/min的升温速率下分别对研磨时间为15、45、75、105 s的矿粉进行了差热分析;选用研磨时间为105 s的矿粉,在升温速率分别为5、10、15、20 K/min的条件下研究了包覆矿粉的失重变化规律,并采用FWO法和Coats-Redfern法对试验数据进行了分析处理,得到碳包覆磁铁矿粉的相关反应动力学参数。结果表明,在一定范围内碳包覆磁铁矿粉的失重与温度和研磨时间成正比。碳包覆磁铁矿粉发生固固反应的初始活化能为337 kJ/mol,反应模型为三维扩散模型,反应模型函数是。     

无烟煤碳包覆磁铁矿粉还原行为研究

采用磁铁矿粉表面碳包覆的方法来抑制矿料粘结失流,试验使用无烟煤为碳源,分析了无烟煤包覆磁铁矿粉在不同温度下还原后的微观变化,并结合能谱与XRD对抑制效果进行分析。研究发现,碳和磁铁矿粉的还原反应过程是Fe_3O_4→FeO→Fe的转化过程,且同时发生。以无烟煤为碳源包覆的磁铁矿粉对矿粉粘结失流的抑制效果较差。     

烟煤包覆磁铁矿粉的还原行为分析

为了抑制铁矿粉在流化态还原过程中发生粘结失流,采用了烟煤包覆磁铁矿粉的方法。针对还原过程中矿粉形貌研究了烟煤包覆磁铁矿粉的还原行为,对不同温度下烟煤包覆磁铁矿粉的还原试样进行了SEM、EDS、XRD表征,并进行了对比分析。结论证实了升温可以有效提高固体碳与铁矿粉的反应进程,以及烟煤碳包覆磁铁矿粉可以有效地抑制铁晶须的生成。