轉(zhuǎn)底爐處理含碳球團(tuán)還原的基礎(chǔ)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)底爐處理含碳球團(tuán)工藝可用于處理鐵礦石（粉），也可用于處理冶金企業(yè)的含鐵粉塵，特別是處理鋼鐵企業(yè)的含鋅含鐵粉塵具有明顯的優(yōu)勢(shì)。轉(zhuǎn)底爐處理含碳球團(tuán)工藝的關(guān)鍵是固體碳還原鐵氧化物，由于處理原料的不同，含鐵原料中的鐵氧化物的存在方式也不同，還原動(dòng)力學(xué)及其機(jī)理也不同，針對(duì)三種轉(zhuǎn)底爐含碳球團(tuán)工藝處理的物料（即鐵精礦、含鋅鋼鐵粉塵及銅渣）開展理論與實(shí)驗(yàn)研究，探討不同還原物料在轉(zhuǎn)底爐中的還原機(jī)制，為轉(zhuǎn)底爐處理不同含鐵原料的還原工藝參數(shù)的制定提供理論依

2、據(jù)。
　　本研究首先針對(duì)不同物料的含碳球團(tuán)還原過程進(jìn)行了熱力學(xué)分析，熱力學(xué)計(jì)算表明：Fe2SiO4物相用C直接還原，開始溫度為807℃，比FeO的開始溫度高100℃左右，用CO還原Fe2SiO4時(shí)，氣相中CO含量大于86％，才能將Fe2SiO4還原至Fe；含鋅粉塵中的ZnO物相的還原，C直接還原時(shí)，當(dāng)溫度超過880℃后，碳?xì)饣磻?yīng)的CO濃度就可超過了ZnO還原所需的濃度，此時(shí)ZnO的C直接還原轉(zhuǎn)化為借助碳?xì)饣磻?yīng)的間接還原來進(jìn)行。

3、鑒于鐵精礦、含鋅鋼鐵粉塵及銅渣中含鐵物相的基本組成為氧化鐵、氧化亞鐵和鐵橄欖石等，本文對(duì)化學(xué)純的Fe2O3、FeO、2FeO·SiO2進(jìn)行了固體碳還原的熱重分析實(shí)驗(yàn)，探究了這三類純物質(zhì)的還原控制機(jī)理，為后續(xù)鐵精礦、含鋅鋼鐵粉塵及銅渣動(dòng)力學(xué)研究提供了依據(jù)。根據(jù)轉(zhuǎn)底爐工藝的特點(diǎn)，利用實(shí)驗(yàn)室高溫電爐對(duì)轉(zhuǎn)底爐工藝進(jìn)行了熱態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)研究，通過正交實(shí)驗(yàn)，研究了不同工藝參數(shù)（即：溫度、C/O比、還原劑等因素）對(duì)含碳球團(tuán)還原的影響，結(jié)果表明：還原劑種類

4、對(duì)銅渣含碳球團(tuán)的還原影響最大，還原溫度對(duì)鐵精礦和含鋅鋼鐵粉塵含碳球團(tuán)的還原影響最大，在相同條件下，不同物料含碳球團(tuán)的終止還原度分別是，鐵精礦70.1%、含鋅鋼鐵粉塵54.1%、銅渣49.4%，據(jù)此可以判定銅渣的還原難度最大，含鋅鋼鐵粉塵次之，鐵精礦的還原難度最小。在動(dòng)力學(xué)研究部分，采用相繼反應(yīng)模型，通過高溫還原實(shí)驗(yàn)，求算出鐵精礦和含鋅鋼鐵粉塵含碳球團(tuán)還原反應(yīng)的活化能分別是179.8 KJ/mol和261.3 KJ/mol，還原反應(yīng)的控速