石灰存在条件下铁闪锌矿的碳热还原动力学

摘要

采用热重法研究石灰存在条件下铁闪锌矿的直接碳热还原,以确定生产Zn(g)而没有SO2(g)污染的技术可行性。部分反应的样品X射线衍射分析表明,还原反应是通过形成ZnCaOS和Ca2Fe2O5中间产物进行的,最终产物为Zn(g)、固体Fe和CaS。温度对还原速率存在重要影响。在1100℃下,对于300 mg(Zn,Fe)S:CaO:C比为1:1:1的样品,10 min左右可实现铁闪锌矿的完全转化。用ln(1-X)=-kt模型分析总还原反应的动力学,发现在1000~1150℃、转化率不超过0.95时,该模型很好地描述试验数据,在此温度范围内确定的活化能为257 k J/mol。研究结果证实该方法生产Zn(g)而不产生有害的SO2(g)排放的技术可行性。