傳統高爐冶煉白云鄂博鐵礦工藝能耗高，二氧化碳排放量大，有價值的元素不能被有效利用。為實現清潔生產，擴大使用天然氣、生態煤氣（含H2量高）比例，冶金工作者致力于開發直接還原工藝，如熔融還原的預還原過程、氣基海綿鐵生產過程等。但由于冶煉溫度較低，使得氧化鐵的還原速度很慢，因此提高氧化鐵的還原速度對生產有重要意義。 本文主要研究白云鄂博鐵精礦內配碳球團還原機理，考察了催化劑（堿金屬碳酸鹽K2CO3、Na2CO3、CaCO3）對內配碳球團還原過程的影響。利用失重法對碳的氣化反應、CO氣體以及碳還原白云鄂博鐵精礦進行了研究，使用礦相、XRD、掃描電鏡分析了還原后樣品的相組成與顯微結構。研究結果表明：加入催化劑后，碳氣化反應的氣化率和鐵精礦還原度都提高了，而且K2CO3和Na2CO3的催化效果明顯好于CaCO3的催化效果。催化劑的加入使碳的活性得到提高，使碳的氣化反應加速進行，從而加速了白云鄂博鐵精礦還原反應進行。 考察了配碳量（C/O摩爾比）對還原過程的影響，研究表明：同一溫度下，球團的還原度隨著配碳量（C/O為0.8～1.1）的增加先增加后減小；考察了煤和焦炭對還原過程的影響，在溫度為9...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 鋼鐵工業發展現狀
    1.2 鐵礦資源概況
        1.2.1 世界鐵礦資源情況
        1.2.2 我國鐵礦資源概況
        1.2.3 白云鄂博鐵礦資源概況
    1.3 直接還原鐵的工藝發展和現狀
        1.3.1 國外直接還原工藝的發展和現狀
        1.3.2 國內直接還原工藝的發展和現狀
    1.4 直接還原鐵工藝
        1.4.1 氣基直接還原
        1.4.2 煤基直接還原法
    1.5 發展直接還原鐵的意義
    1.6 課題研究目的和意義
2 白云鄂博鐵精礦直接還原實驗
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗設備
    2.3 實驗內容
    2.4 實驗方法
        2.4.1 實驗方案
        2.4.2 球團的制備
        2.4.3 還原實驗方法
        2.4.4 實驗流程
    2.5 配料計算
    2.6 還原度和金屬化率的計算
3 直接還原實驗結果與討論
    3.1 配碳量、H₂對球團直接還原過程的影響
        3.1.1 配碳量對球團直接還原過程的影響
        3.1.2 H₂對球團直接還原過程的影響
    3.2 催化劑對球團還原過程的影響
        3.2.1 碳的氣化反應
        3.2.2 碳還原白云鄂博鐵精礦
        3.2.3 CO氣體還原白云鄂博鐵精礦
    3.3 球團還原后礦相分析
    3.4 還原后球團XRD分析
        3.4.1 還原前鐵精礦的XRD分析
        3.4.2 還原后球團的XRD分析
    3.5 還原后球團掃描電鏡分析
4 含碳球團還原機理的討論
    4.1 白云鄂博鐵精礦還原過程熱力學分析
    4.2 白云鄂博鐵精礦含碳球團直接還原動力學
        4.2.1 熱重分析實驗
        4.2.2 含碳球團的反應分數
        4.2.3 含碳球團還原的動力學模型
        4.2.4 含碳球團反應活化能的推算
結論
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：4056769