贵州鲕状赤铁矿的氢气还原行为

鲕状赤铁矿是中国一种重要的铁矿资源，已查明资源储量37.2亿t，贵州查明有5亿t以上，合理开发此类矿石资源将会缓解中国对进口铁矿石的依赖。该矿石微观结构为鲕粒构造，在鲕粒之间夹杂着不同的胶结物质，通常由铝、镁、钙、氧元素组成脉石矿物，形状多呈椭圆状、圆状。该矿石主要由赤铁矿组成，含铁品位一般在30%~45%之间，赤铁矿嵌布粒度极细,采用常规选矿方法达不到使赤铁矿与脉石矿物分离的效果。
贵州大学的学者在800~1100℃范围内、H2体积分数为99.99％的气氛条件下，采用气基直接还原工艺对贵州鲕状赤铁矿进行了恒温还原研究，使用X射线衍射仪和光学显微镜对还原产物进行了表征，通过阿伦尼乌斯公式计算了还原反应的表观活化能，并采用未反应核模型判断了还原反应的限制性环节。结果表明：当还原温度为1100℃，还原时间为150min，二元碱度为1.0时，可以获得金属化率为91.15％的直接还原产物，原矿中加入CaO促进了FeAl2O4和Fe2SiO4的还原，是还原产物金属化率提高的主要原因。动力学结果表明：原矿在900~1100℃的还原过程中受气体内扩散控制，其表观活化能为18.95kJ/mol，并且在典型气体内扩散范围内。