VoL.22 No.5 段东平等：徽型烧结法分析 425. 能的向，从热力学观点考虑，同样对比可知， 始进行，在燃烧带反应充分.实验室研究表明， FeO在烧结过程中最易还原；而FeO,与FcO 气相中存在C0,(C0C02混合气体)并不减缓 在烧结过程中被CO还原是有条件的，FeO,有 赤铁矿的还原， 可能被还原为FcO,但比Fe,O,的还原困难得多： 计算得出，Fe0,在1250℃分解的P8= 而FeO不可能被还原成为Fe.所以，在烧结条 0.442kPa. 件下FO,的各种物化反应就成为模拟和研究 对比赤铁矿(FeO,)在烧结过程中的还原与 的主要内容.这样，可以通过氧化物在某温度 分解可以认为，还原反应起主导作用，分解反应 的△G°(J/mol)值来判断FeO,的还原或分解. 相对较弱。 当然，焦粉周围的局部强还原性气氛和金 属化烧结矿的情况就另当别论， 4烧结小饼与烧结矿的对比 Fε：O分解反应和标准生成吉布斯自由能， 微型烧结法升温过程分为升温段、恒温段、 为： 降温段：恒温段中点前、后分和Air气氛.在 6Fe,03=4Fe0,+02△G°=586770-340.20T N阶段，以FO,的分解反应代替还原反应，此 又由化学反应的平衡常数K得出： 时氧分压Po在0.10.5kPa之间，分解效果应该 △G=-RTnK=-RTnP8. 相当于烧结条件下氧化物分解与还原的总和， 联立△G即可求出FeO,在任意温度分解 由显微结构照片1,2的对比可知，在这一阶段 时的氧平衡分压数P8,或在某P哈下分解所需的 焙烧小饼的FeO,反应与烧结过程基本相似，铁 温度范围 酸钙、玻璃、硅酸二钙等的形成也基本与烧结实 在烧结过程中，最高温度达1300℃左右，抽 际相近.因此，用，气氛下的焙烧可以代替烧 风负压为90kPa,相应地可以计算出Fe,O,在各 结温度最高点以前的各种反应.在由N换为Air 个氧分压下的分解温度，这一结果与文献[]中 后，形成完全的空气气氛，其氧势大于烧结温度 是接近的. 最高点以后的温降阶段：最终，焙烧小饼的氧化 同理，F©，O的还原反应和标准生成吉布斯 效果强于烧结实际.但其试验结果和矿物结构 自由能为： 同样能指导、解释烧结生产，可对比图6和图7. 3Fe,0,+C0=2Fe0,+C02, 图4,5,6,7分别是培烧小饼在N,终点和焙烧后 表1烧结过程下©O,分解情况 的显微结构照片及烧结杯解剖试验显微分析结 Table 1 Decomposed result of sintered ferrie oxide 果照片. 位置 w/% Po/kPa te/℃ 由以上分析对比认为，微型烧结法可以模 预热带 810 7.29 13481356 燃烧带 27 1.8-6.3 1298-1343 拟、指导烧结杯试验，基本适于烧结、球团固结 冷却带20-21 18-19 1382-1385 机理方面的研究， △G°=-52130-41.0T. 由化学反应的平衡常数K: △G=-RnnK=-RTn(P8/P) 在实际生产中，当使用情性物料（例如石英 砂)烧结时，燃料燃烧产物中CO/CO(体积比)为 0.761.00,由此可以计算出Fe01在相应C0分 压下的理论还原温度为：-998-931℃.计算表 明，Fe,O还原成Fe,O,的平衡气相中，CO含量 (体积分数)要求很低，即CO/C0的体积比值很 大，徽量的CO混合气体就足以完全还原赤铁 矿成为磁铁矿：因为反应平衡点的理论温度 图4墙烧小饼N,线点显微结构 为-998℃，所以在烧结条件下FeO,的还原反应 Fig.4 Microstructure of sintered sample in nitrogn atmos- 始终正向进行，还原反应在烧结的预热带就开 phere