|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  окислов щелочных и щелочноземельных металлов, образующих более прочные продукты — силикаты, алюмосиликаты и др. Так, смесь извести и фаялита восстанавливалась окисью углерода при 800—1200° С значительно легче, чем чистый фаялит. При прочих равных условиях (температура, время) степень восста- новления увеличивалась в 2—3 раза. (------ - 2 И. JO. Кожевников ! ч «а В 40 I I с- 20 у--— < < /х 20 40 60 Врепя, ъин 80 ЮС Рис. 3. Влияние температуры на скорость вос- становления водородом железорудных окаты- шей диаметром 30 мм [82] \l00i-.-.--------•—^—' В работах [30—33] отме- чается положительное влия- ние добавок СаО, К»0, №2С03, СаС03 (до 6—10%) на скорость восстановления окислов железа окисью угле- рода, водородом, их смесями, а также природным газом. Добавки глинозема, наоборот, тормозят процесс, а кремне- зем и магнезия не влияют. От- мечено увеличение скорости восстановления окиси цин- ка окисью углерода при до- бавке различных карбонатов и хлористого кальция [34]. Установлено, что восстановление руды водородом ускоряется в присутствии меди, платины и никеля (35], причем наибольший каталитический эффект наблюдается при 250—400° С. Кинетические условия восстановления руд газами опреде- ляются прежде всего размерами и газопроницаемостью кусков руды, а также температурным потенциалом процессов. Кажущаяся энергия активации реакций восстановления Ре203 и РеО водородом равна соответственно 13 500—15450 и 14 000— 14 200 кал!моль [36, 37]. Хотя ?каж реакций восстановления окисью углерода составляет величину порядка 20 000 кал/моль, но, как следует из большинства экспериментальных работ, при 800° С и выше скорость восстановления окислов железа водоро- дом все еще превышает скорость процесса с участием окиси угле- рода. Только при 210—500° С наблюдается более быстрое проте- кание процесса восстановления Ре203 окисью углерода [38, 3е) |. Влияние температуры на скорость восстановления руды водоро- дом иллюстрируется рис. 3. Исследования кинетики восстановления руд газами показали, что этот процесс является очень сложным и охватывает почти весь диффузионно-кинетический диапазон возможных условий. При математическом описании процесса делался ряд не всегда достаточно обоснованных упрощающих допущений. Однако и в этом случае установленные зависимости оказались весьма слож- ными [19, 40—43]. Скорость процесса восстановления в общем случае зависит от диффузии газа внутрь рудного куска, скорости кристаллохими- ческих превращений и условий отвода продуктов наружу. Внеш- нее диффузионное сопротивление определяется лишь на первой стадии процесса скоростью газового потока. Чем крупнее кусок руды и чем глубже проникает реакционная зона, тем сильнее проявляется роль внутреннего диффузионного сопротивления, причем механизм внутренней диффузии может быть различным в зависимости от величины и характера пористости руды Вюстит, образующийся при восстановлении гематита, по сравне- нию с вюститом, образующимся из магнетита, является более пористым. В этом случае реакционные поверхности раздела фаз железо—газ и вюстит—газ больше, чем в случае магнетита, а ско- рость восстановления выше. При восстановлении магнетита ско- рость процесса в значительной степени лимитируется диффузией газа-восстановителя в кусках руды с относительно низкой по- ристостью. Поэтому при размере кусков 5—10 мм существенное значение имеет восстановимость руд. При дальнейшем измельче- нии руды от 5 до 1 мм постепенно возрастает скорость восстанов- ления, уменьшается роль внутреннего диффузионного сопротив- ления и процесс смещается из диффузионной в кинетическую область. При тонком измельчении этапы восстановления синхро- низируются, процесс приближается к строгой ступенчатости развития по схеме Ре203 - > Ре304 -> РеО - > Ре. Скорость восстановления, как это следует из уравнения Эдстрёма [49], обратно пропорциональна размеру частиц восста- навливаемой руды: где р — радиус частиц руды; к — степень восстановления; / — время восстановления; к — коэффициент, характеризующий восстановитель. При восстановлении криворожских руд в кусках размером 25—75 мм газовой смесью, содержащей 40% СО, 5% Н2, 0,5 % СН4 и 55% А2, установлено увеличение степени восстановления от
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
