升温和恒温条件下钛铁矿直接还原动力学解析

摘要

以钛铁矿为研究对象,进行了外包还原剂的直接还原实验,在升温和恒温条件下研究了外包半焦粉直接还原钛铁矿的宏观动力学,得出了半焦直接还原钛铁矿过程中的限速环节.研究结果表明:温度对还原度和还原速率的影响显著.随着温度的升高,还原度也随之升高,反应速率加快;同时,延长恒温时间也可以提高还原度但恒温阶段反应速率缓慢.从动力学方面来看,在半焦粉直接还原钛铁矿的过程中,可以分为两个阶段,第一阶段是升温阶段和恒温的初始阶段,此阶段界面化学反应为控速步骤,还原钛铁矿的表观反应活化能E=1 13.14 KJ·mol-1;第二阶段为恒温阶段,固相中气体的内扩散为控速步骤,直接还原钛铁矿的表观反应活化能E=180.13 KJ.mol-1.