含锌铅粉尘配碳球团中氧化铁还原动力学.pdfVIP

第 18 卷第 1 期 . 18 . 1 化　工　冶　金 V o l N o 1997 年　2 月 En g in eer in g Ch em ist ry M eta llu rgy F eb. 　1997 含锌铅粉尘配碳球团中氧化铁还原动力学 王东彦　　陈伟庆　　周荣章　　林宗彩 (北京科技大学冶金系　北京　100083) 摘　要　　在氮气气氛和 1 050～ 1 300 ℃温度范围内, 采用化学分析方法研究了还原温度、过量碳及 煤粉粒度对含锌铅粉尘配碳球团中氧化铁还原速率的影响. 结果表明: 还原温度对氧化铁还原速度 有显著影响, 过量碳和煤粉粒度对还原速率没有影响. 在不同还原程度和还原温度下, 得出了氧化铁 还原的表观活化能, 由活化能结果和还原动力学模型对实验结果进行分析, 确定了氧化铁在不同还原 程度和还原温度下的还原限制性环节. 关键词　粉尘, 含碳球团, 氧化铁, 还原动力学 1　前　　言 对各种处理含锌铅粉尘的工艺分析表明: 将各种锌铅含量较高的高炉粉尘、电炉粉尘和几 乎不含锌铅的转炉粉尘混合之后, 配碳造球, 直接还原, 生产高炉用金属化球团和锌铅含量在 80 以上、可用作锌铅冶炼原料的二次粉尘, 是我国目前实现含锌铅粉尘综合利用的最现实的方 [ 1 ] 法 . 因此, 有必要对粉尘配碳球团中氧化铁还原动力学进行研究, 以便为该种工艺的应用和改 进提供依据. ( ) 本工作与以往相关研究的主要区别在于: 1 在本研究情况下, 氧化铁的还原和锌铅的还 原挥发同时进行, 这一过程显然与单一氧化铁被固体碳还原的条件有所不同, 因此, 将有助于深 入研究锌铅还原挥发对氧化铁还原速度的影响规律. (2) 以往采用热重法研究含碳球团有下列 ( ) ( ) [2 ] 缺陷: i 还原剂中挥发份的失重误差难以估计. ii 还原过程中有 CO 2 逸出 , 因此, 按碳氧摩 尔比为 1 处理数据, 确定还原率将产生较大误差. (iii) 对于几种氧化物共存的情况, 热天平法无 法区分每种氧化物的还原或挥发量随时间的变化, 而本研究所采用的化学分析方法, 可以克服上 述缺陷, 研究结果的精度较高. 2　 实验条件与方法 2. 1　实验原料 本研究所用的高炉粉尘( ) 和转炉粉尘( ) 由柳州钢铁厂提供, 两种粉尘的化学成份如表 1 A B 所示. 收稿 日期: 1996- 06- 19, 修回日期: 1996- 07- 17 王东彦: 男, 34 岁, 博士后, 讲师, 钢铁冶金专业, 现在东北大学钢铁冶金系工作 2 　 化　工　冶　金 　 18　卷 表 1　粉尘化学成份 T ab le　1　　 T h e ch em ica l com p o sit ion o f du st s (% ) Com p o sit ion T F e F eO Zn Pb C CaO M gO SiO 2 A l2O 3 A 12. 0 1 5. 90 13. 63 7. 05