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赤铁矿粉模拟流化床焙烧直接还原试验研究

大气固间的接触而积。

312流化床悬浮试验装悝及试验方法

还原炉采用竖直的管式电阻炉，如图3-1所示，最福温度为1200c,可控制加热速率和保温时间．还原气体从管式炉底部通入，赤铁矿粉平铺到底部的滤网上，滤网允许气体通过，赤铁矿粉不能涌过．测温热电偶插入管式炉底部，准确测定还原反应发生部位的温度。实验时先把炉温升到预定温度，然后放入赤铁矿粉，最后通入须气和还原气体，使赤铁矿粉处于流化状态，记承还原反应时间。

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313流化床焙烧还原试验方法

将竖亘管式屯阻炉升温至预定温度，测温热屯俏插入管式炉底部，谓整电阻炉使得还原反应发生部位的实际温度与所设温度一致．利用co作为为还原剂，沁为保护气体，各气瓶都外桵一个流呈计，准确控制气体流鱼。首先通入N扣

将泥含气室内的空气排空，然后在试验过程中通入还原气体，N2和还原气体的体积比固定为IOI,先在混合气室内混合均匀，然后再通入还原炉。将赤铁矿粉平铺到滤网上置于管式电阻炉中，赤铁矿粉处于流化状态，还原后试样浸入水中急冷，然后在贝空干燥粕中干燥，枭后进行分析检测。

3.2co作为还原气体栈拟流化床焙烧直接还原

用co气休还原铁氧化物是重要的气固反应。在煤基直接还原反应中，还原反应也是由生成的co间接还原铁氧化物．

3.2.1赤铁矿粒径对还原程度的影咱

“0”0．．．．”“,a..·“”.。o．．5三种粒径下的赤铁矿粉在950C下反应30min, GO流民为0.36m3/h, 保护 气休 N2与 co 体积比为I0:I, 得到还原试样的X

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图3-2 不同粒径还原试样的XRD图滑和SEM照片

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从图3-2中XRD图谱可以看出，粒径较大的 l#、2＃试样还原产物中Fe02 3

和Fe301衍射峰很高，没有出现单质Fe的衍射峰，说明赤铁矿粉的还原率很低：粒径较小的3＃试样的还原产物中单质Fe和FeO的特征峰强度很高，而相对应的Fe203的特征峰强度朋显降低，Fe301特征衍射峰强度也机应减小，说明赤铁矿粉的还原率很高。随若赤铁矿粉粒径的减小，比农而积迅速增加，使得还原气体与赤铁矿粉的气固反应速率急速堵加，从而能极大的缩短还原时间，优高谥桵还原铁的金属化率。铁矿粉还原过程中受农而形态影响很大，还原过程中要经历初始结构的破坏和晶格重组，结构和形态变化发生千整个还原过桯。当赤铁矿粉的颗粒尺寸细到一定程度时，颗粒农而化学反应极大增强，首先，细颗粒有很大的农而能，吸附能力很强，还原气体较容易吸附在颗粒农面，颗粒农面的CO气体浓

度就会比常规尺寸的颗粒农面浓度高，l因此，赤铁矿粉越细，反应速度越迅速。

根据图3-2中SEM照片可以看出，还原后的直桵还原铁颗粒农面凹凸不平，似海绵状，这是由千赤铁矿中铁氧化物在还原过程中不断失氧留下空隙所致。通过化学滴定分析计算，三种颗粒粒径范围下还原后的金屈化添井不高，分别是0、

16.98%、19.26%。虽然有单质Fe的生成，但是在所设条件下还原不彻底。

3..l..l反应时间对还原程度的影响

赤铁矿还原过程中，Fe203是被逐级还原成单质Fe,反应比较复杂。保证赤铁矿有充足的还原时间，使铁氮化物能够还原彻底，也要防止还原好的拇绵铁重新披寂化，影咱还原效果．

oo.D吓gee干干在焙烧还原温度为950心C、颗粒粒径40-160山n、co流症为0.36tn3/11、保护气体凡与co体积比为IOI的条件下，研究焙烧还原反应时间对氧化铁还原以及金屈化率的影哨，试样的XRD