生物质矿石炼铁技术初步研究

摘要

生物质能是可再生能源的重要组成部分，生物质能的高效开发利用，对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。为此，文章提出了利用生物质替代传统炼铁工艺中的煤和焦炭，进行铁矿石还原的试验方案，并对方案的可行性进行了探讨。该试验方案能大大降低炼铁工艺中化石能源的消耗，有效解决炼铁工艺对大气、生态环境污染问题。
　　 本文建立在生物质粉体富氧高效燃烧和H2还原铁矿石理论基础之上。其一，生物质破碎成粉体后，在炉膛内的燃烧效率较高，一般能达到1200℃，在富氧条件下能达到1500℃，为球团矿的还原提供了温度环境。同时，生物质燃烧对大气、环境的污染远远小于化石能源。其二，H2是一种清洁的还原剂，在高温的条件下能将铁矿石还原。通过改变还原温度和还原时间，探讨生物质炼铁所需要的试验条件，及试验条件对试验结果的影响。
　　 其次，本文对球团矿的研制做了初步的研究，改变铁矿粉、生物质粉体（煤粉）、石灰石粉和膨润土的混合比例来制作试验样品。分析不同组分的试验样品对炼铁工艺的影响。
　　 本文通过对生物质粉体燃烧特性分析、炉膛温度的测定和铁矿石还原机理研究，系统的阐述了生物质炼铁技术在设计方案和整体上的可行性。最后对还原的铁产品进行化学分析、元素分析，得出本试验产品中铁含量一般在77%-90%；S、P、Mn含量较少且比较稳定；Al、Ca、Si含量较高；碳含量较低，一般＜0.5%。
　　 本试验构想新颖、独到，将生物质能的利用扩大到钢铁行业中，缓解钢铁工业给环境带来的巨大压力。同时，本文为后续的生物质炼铁技术研究奠定了坚实的基础，为其提供充分的试验数据。