摘要： 为给高纯铁精矿的低碳开发提供理论依据,以辽宁弓长岭地区的某高纯磁铁精矿为对象,研究了其氢 基直接还原的矿相变化过程,并通过化学成分分析、X 射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分 析和比表面积及孔结构分析(BET)揭示了还原反应机制,并结合模型匹配法对还原动力学参数进行了求解。结果表 明,还原度随还原温度的升高而提高,升高还原温度可有效提高反应速率、缩短反应时间;反应模型更符合收缩核模 型,即还原反应由颗粒外层逐层向内部进行,表观活化能Ea = 55. 12 kJ/ mol,指前因子A = 23. 73 min-1;微观结构分析 表明,反应首先发生在颗粒表面并形成裂纹,使得H2 能够进入颗粒内部进一步发生反应;同时孔隙不断向内发育,致 密的磁铁矿颗粒结构不断被破坏,并转变为海绵状金属铁,比表面积大幅增加;在575 ℃下还原60 min,磁铁矿已完全 转化为金属铁。

关键词: 高纯铁精矿　氢基　直接还原　动力学　微观结构