铁矿氧化球团氢等离子熔融还原动力学分析

氢等离子熔融还原作为下一代氢冶金CO₂减排新技术受到广泛关注。以铁矿氧化球团为试验原料,系统地研究了气体流量和还原时间对氢等离子熔融还原过程的影响(气体流量为5、8、10 L/min, H₂的体积分数为10%),为氢等离子熔融还原铁矿氧化球团的研究提供理论依据。通过X射线粉末衍射、Rietveld精修、扫描电子显微镜和化学分析对铁矿氧化球团还原动力学、含铁物相演变、微观结构及生铁中杂质含量进行研究。结果表明,铁矿氧化球团最大转化速率从气体流量为5 L/min时的1.05 g/min升高至气体流量为8 L/min时的3.60 g/min,而继续增大气体流量至10 L/min,最大转化速率反而有所下降。氢等离子熔融还原符合相边界反应模型,其机理函数为f(α)=3(1-α)^2/3(α为铁转化率),不同气体流量下对应的反应速率常数分别为2.12×10^-4、7.29×10^-4、6.62×10^-4s^-1,表观活化能约为21 kJ/mol,反应速率...