非等温热重分析研究碳气化动力学

利用Labsys同步热分析仪以非等温热重分析研究了碳气化反应动力学,考察了升温速率对碳气化反应的影响.在非等温热重分析中,Doyle和Gorbatchev近似函数都可以模拟碳气化反应过程.通过对比这两个函数拟合实验数据的相关系数,确定在使用非等温热重分析研究碳气化反应动力学时,使用Gorbatchev函数是求取反应动力学参数的较好方法.结果表明：活化能和指前因子都随着升温速率的增加而减小.活化能和指前因子之间有着较好的线性关系,碳气化反应过程中存在着动力学补偿效应.     

碱金属在白云鄂博铁精矿还原中的催化作用研究

利用失重法对碳的气化反应、CO气体以及碳还原白云鄂博铁精矿进行了实验,使用矿相、XRD分析了还原后样品的相组成与显微结构。研究结果表明：加入催化剂后,碳的气化反应速率和铁精矿还原速率提高,且K2CO3和Na2CO3的催化效果明显优于CaCO3的催化效果。催化剂的加入有助于碳的活性提高,加速了碳的气化反应,从而促进了白云鄂博铁精矿还原反应进行。     

煤焦固定床等温CO2气化反应动力学研究

利用自建固定床实验台研究了常压下神华煤煤焦等温CO2气化反应特性,实验分析了CO2流量、煤焦质量、气化温度和CO2分压对煤焦固定碳转化率的影响.在建立的化学反应动力学控制实验条件下,根据等转化率法计算得到煤焦气化反应活化能E为155 kJ/mol、CO2分压反应级数n为0.58;通过比对常用42种反应机理函数相关系数大...     

脱灰对两种烟煤半焦碳结构及CO2气化反应性的影响

利用XRD和激光Raman分析了两种典型中国烟煤脱灰前后半焦的碳结构变化,以等温热重法在常压和900～1 200℃温度范围内研究了半焦CO2气化反应性.结果表明,脱灰可以改变煤中局部大分子碳结构,导致煤焦的碳结构有序化程度降低,有利于气化剂渗入碳层内部,增加反应活性位;脱灰减少了热解气缩聚支撑点,降低了二次热缩聚发生.两个因素共同作用可提高脱灰半焦的CO2气化反应活性.神华煤灰催化成分含量较高,脱灰后催化作用消失,而脱灰引起的碳微结构变化使反应性增强,脱灰前后反应性差别不大;兖州煤灰催化作用相对较弱,而且灰分含量较高,脱灰对碳结构变化影响较大,因此脱灰后反应性明显增强.     

对煤焦的水蒸汽催化气化及煤灰的研究

为改善煤的气化性能,本文研究了煤的水蒸汽催化气化反应.考察了南宁褐煤、焦作无烟煤在加入 KOH、Ca(OH)_(2)时,产气量、焦油量、灰中碳含量的变化.由于催化剂可降低灰熔点和增加灰中可溶性硅和枸溶性钾,提出了在煤的催化气化同时,利用副产煤灰制硅钙钾肥料的方法.     

提高反应罐直接还原铁反应速率的研究

采用铁精矿粉压型的方法,在实验室条件下,进行了不同温度、时间条件下的反应罐直接还原实验.与铁精矿粉松装状态的实验结果对比,铁精矿粉压型还原时间缩短,还原速度提高,反应活化能值相近,反应的控速环节未变,仍是碳的气化反应控速,分析了铁精矿粉压型后还原速度提高的原因.     

煤焦水蒸汽气化过程中不同煤种的反应特性与碳结构变化

为探讨诸化学因素对不同煤种气化反应速率的影响,于常压、微分反应器中对19种煤焦进行了催化、非催化水蒸汽气化实验。得出了气化速率与煤的含碳量,比表面积以及煤的结构关系和含碳量与催化效果的关系。由此导出了煤的催化气化动力学方程式。通过对不同转化率下未反应碳的X 线衍射分析提出了催化气化反应的机理。     

白云鄂博铁精矿内配碳球团还原动力学研究

为降低CO2排放量,发展以H2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87.3 kJ/mol和306 kJ/mol,还原温度越高,扩散阻力越大,化学反应阻力越小.在950℃下,还原反应过程速度由气体内扩散控制.     

K-Fe复合催化剂对煤半焦气化速率与产物的影响

在热天平与固定床反应器中研究K-Fe复合催化剂对煤半焦的催化气化特性,并考察K-Fe催化剂种类、K-Fe配比与气化温度对气化过程的影响,分析反应过程中碳转化速率和气体产物(H_2、CO和CO_2)的变化规律.结果表明:K-Fe复合催化剂具有良好的催化作用,兼单一催化剂提高气化反应效率与调节气体产物组成的功能;在850℃时,碳转化速率比无催化剂时提高了3.2~4.8倍,产品气中H_2产率提高了6.4%~12.6%、CO产率提高了5.8%~22.3%;复合催化剂中提高气化速率的原因主要是K,而Fe对气体产物组成的影响更大;高温会显著加快气化反应过程,促进CO生成,使H_2及CO_2产率降低,在850℃及更高温度时,升温对反应速率的促进作用逐渐降低.     

生物质高温气流床分级气化特性

为了满足生物质间接液化中对合成气组成的要求,特别是H2与CO体积比要达到1.0~2.0,采用生物质低温热解炉结合高温气流床的生物质分级气化系统,研究气流床分级气化方式对生物质气化合成气的影响.针对温度、一次气化时间等因素,研究合成气组分、H2与CO体积比、碳转化率、气化效率以及焦油质量浓度等方面的变化情况.结果表明,生物质分级气化和温度的升高均能够提高H2与CO体积比.生物质分级气化系统的最佳工况是一次气化时间为0.6s,当气化温度为1 100℃时,此时气化效果最好,气化效率达到75%,H2与CO体积比可达1.22,碳转化率达到96.3%.分级气化合成气中焦油质量浓度比传统气化明显减少,从5.46g/m3降低到了50mg/m3.     

An innovative process for direct reduction of cold-bound pellets from Iron concentrate with a coal-based rotary kiln

Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｆｕｒｎａｃｅ(ＤＲＥＡＦ)ｆｏｒｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｔｈｉｒｄｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｒｏｎａｎｄｓｔｅｅｌｉｎｄｕｓｔｒｙ,ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｓｃｒａｐａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ,ｂｕｔｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ(ＤＲＩ)ｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｔｈｅｂｅｓｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓｆｏｒｓｃｒａ…     

熔融还原流态化预还原赤铁精矿粉附碳还原综合动力学研究

本文通过对赤铁精矿粉流态化预还原试验，探讨了矿粉附碳中与附碳后的还原综合动力学问题，并建立了相应的宏观速率方程和动力学模型，为流态化预还原工艺提供了重要的操作依据．     

Fundamentals of fast reduction of ultrafine iron ore at low temperature

Fundamentals on the fast reduction of ultrafine iron ore at low temperature, including characterization of ultrafine ore, deoxidation thermodynamics of stored-energy ultra.fine ore, kinetics of iron ore deoxidation, and deoxidation mechanism, etc., and a new ironmaking process are presented in this article. Ultrafine ore concentrate with a high amount of stored energy can be produced by mechanical milling, and can be deoxidated fast below 700℃ by either the coal-based or gas-based process. This novel process has some advantages over others： high productivity, low energy consumntion, and environmental friendliness.     

提高流化床中铁矿粉还原反应速度的研究(Ⅰ)

为探索提高还原反应速度和防止粘结可能的新途径,研究了以流化床还原尾气先对矿粉进行附着碳处理并预热,再进行流态化还原的过程,并运用极差分析方法考察了影响还原速度和粘结的因素主次顺序。实验表明,用矿粉预附着碳后再还原和提高还原压力、还原气线速的方法,能使流化床中铁矿粉的还原速度大大增快并防止粘结,矿粉附着碳量5%,达70%还原度所需的时间仅为8分钟,比不采取附着碳工序的还原时间缩短20分钟左右。影响还原速度和粘结的主要因素分别是矿粉附着碳量和还原温度。     

宝钢纽曼山铁矿粉气固流态化还原过程的研究

本文探讨了利用二步熔融还原法流态化预还原宝钢纽曼山矿粉时影响还原速度的动力学规律，确定了最佳工艺参数，在此参数下，预还原可达到最佳的效果．     

雅满苏铁精矿球团烧结工艺研究

试验研究了全精矿球团烧结中焦粉内配比例、焦粉粒度、烧结矿碱度的选取,另外,还进行了配加生矿粉试验.对比试验结果表明,雅满苏铁精矿全精矿球团烧结工艺明显优于普通烧结工艺.     

Two-step flotation recovery of iron concentrate from Donganshan carbonaceous iron ore

The flotation of pure and natural carbonaceous iron ore samples in the oleate flotation system was investigated. Starch can depress hematite effectively in a wide pH range, but cannot depress siderite efficiently in neutral conditions. The flotation recovery of pure hematite, siderite, and quartz in the oleate-starch-CaCl₂ system is significantly different when the slurry pH varies from 4 to 12. A novel two-step flotation process was developed for the separation of iron concentrate from Donganshan carbonaceous iron ore through which the siderite concentrate is first recovered and the high quality hematite concentrates with relative high iron recovery can be obtained in the second step flotation. The siderite concentrate may be utilized directly or undergo further concentration steps to increase iron grade.     

球团配加新矿种的应用研究

为了开发新的铁矿资源,对球团配加俄罗斯和伊朗铁精粉进行研究。分析了不同铁精粉的化学成分、粒度组成和矿石颗粒形状,对比了不同原料配比下的造球实验结果和球团质量,藉此选取合适的矿种和配比来替代巴西加斯铁精粉,并进行了工业试验。结果表明,俄罗斯铁精粉造球效果较好,可以替代国内和巴西加斯铁精粉。     

高磷赤铁矿两步法生物除磷实验研究

采用嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)直接浸出和两步法浸出,对鄂西高磷鲕状赤铁矿(铁品位43.50%,磷含量0.85%)进行生物除磷的实验研究。结果表明:矿浆浓度为2%时,At.t菌直接浸出除磷率为62.35%,且硫含量高达28.57%;采用两步法摇床培养At.t菌,24d菌液pH值接近0.8,磷含量可降至0.15%,硫含量为1.09%;采用自行设计制作的生物反应器培养At.t菌8d,菌液pH值接近0.98,分离菌液浸出原矿12h磷含量为0.18%。对磁选精矿进行的两步法浸出表明,当矿浆浓度为3%以下时菌液的除磷效果明显。     

梅山铁矿磷的赋存特征及降磷途径

采用化学分析、光学显微镜、电子探针等手段研究表明，梅山铁矿石中的磷是以磷灰石独立矿物形式存在的。对磷灰石在矿石中的嵌布特点、解离性，及其在选矿过程中的走向进行了详细研究。根据研究结果提出了该矿铁精矿脱磷的合理途径。