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反应罐直接还原铁过程的实验研究

张锋  
【摘要】:本课题针对隧道窑反应罐法生产海绵铁工艺,进行了反应罐法生产海绵铁的还原过程的动力学分析研究和提高海绵铁生产效率的措施研究,及其在还原过程中对海绵铁进行脱硫的实验研究和对磷的还原行为的研究。 研究表结果明:海绵铁还原过程的速率限制环节为碳的气化反应。在实验室反应罐直接还原铁过程动力学定性分析的基础上,并确定建立了动力学模型—半焦消失核模型,推导了动力学速度方程,以实验数据验证了动力学模型的适用性。在反应罐直接还原铁过程中,提高生产效率的措施:铁精矿粉压型、减小还原剂半焦粉粒度等。 考察了温度、脱硫剂种类(石灰、CaCO_3和白云石)和脱硫剂加入量等因素对海绵铁脱硫率的影响。研究得出:脱硫率随温度升高及脱硫剂加入量增大而增高,石灰的脱硫率优于CaCO_3和白云石。 研究了温度、铁精矿粉中CaO配加量等因素对直接还原过程磷还原行为的影响。研究得出:在反应罐直接还原铁过程的基础工艺条件下,铁精矿粉中的磷全部还原。磷灰石还原产物磷与铁结合为Fe_3P,使磷的活度系数大大降低,使得还原反应能够向右进行的比较充分。 2Ca_3(PO_4)_2+3SiO_2+10C+12Fe=3(2CaO·SiO_2)+10CO+4Fe_3P 本论文的研究工作,为隧道窑反应罐直接还原过程的实际生产提供了基础信息和理论依据,具有重要的应用前景。


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