氢气还原氧化铁的实验室研究
材料科学
2008-12-18 v1
摘要
为了减少钢铁行业（特别是炼铁）的温室气体排放，人们正在考虑使用氢气而非一氧化碳作为还原气体来生产 DRI（直接还原铁）。在此背景下，我们在实验室规模上研究了氢气还原纯赤铁矿的过程，改变了实验条件并观察了反应速率和进程。所有还原实验均在热天平中进行，并使用了扫描和透射电子显微镜、X 射线衍射以及 M"ossbauer 谱学等补充表征方法。温度在 550-900 摄氏度范围内升高会加速反应；未观察到减速现象，这与某些文献结论相反。一系列实验包括在完全转化前中断运行，从而能够对部分还原的样品进行表征。解释证实了通过磁铁矿和方铁矿到铁的三个连续且相当独立的还原步骤的发生，并说明了样品明显的结构演变。最后，通过比较常规粉末、纳米粉末和烧结样品，揭示了样品类型的影响。事实证明，尽管常规粉末的晶粒尺寸较大，但由于其最终结构更具多孔性，因此反应活性最高。
引用
@article{arxiv.0803.2831,
title = {A Laboratory Study of the Reduction of Iron Oxides by Hydrogen},
author = {D. Wagner and O. Devisme and F. Patisson and D. Ablitzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:0803.2831},
year = {2008}
}