·1330· 北京科技大学学报 第33卷 无成核剂球团相比，表观活化能降低了43.92%，成 (朱德庆，翟勇，潘建.煤基直接还原一磁选超微细贫赤铁矿新 核剂有利于球团的还原.工艺实验结果表明，在相 工艺，中南大学学报：自然科学版，2008,39(6)：1132) [6] 同的条件下，成核剂能够使还原产品的金属化率由 Mei X G,Yan M L,Zuo W L,et al.Kinetics of the nucleation 88.38%提高到96.21% and grain growth of metallic phase in direct reduction of high iror red mud with coal base.J Cent South Unig Sci Technol,1996,27 3结论 (2):159 (梅贤恭，袁明亮，左文亮，等.高铁赤泥煤基直接还原中铁品 (1)直接还原过程金属铁晶粒形核热力学研究 粒成核及品核长大动力学.中南工业大学学报，1996,27(2)： 159) 表明，成核剂能够使金属铁品粒形核位垒降低50% [7]Li J.A Study on Mechanism and Process of Direct Reduction of Pel- 以上，促进球团中铁晶粒快速形核 lets Made From Concentrate and Composite Binder [Dissertation]. (2)气体等温还原动力学研究表明，成核剂能 Changsha:Central South University,2007 强化赤铁矿球团的还原性能.在还原温度900~ (李建.铁精矿复合粘结剂球团直接还原法工艺及机理研究 1050℃，时间120min,以C0和N,的体积比为30： [学位论文].长沙：中南大学，2007) 70的气体还原气体的条件下，无成核剂球团和成核 8] Mo D C.Metallurgical Kinetics.Changsha:Central South Univer- sity of Technology Press,1987 剂球团皆受气体内扩散控制，两种球团直接还原反 (莫鼎成.治金动力学.长沙：中南工业大学出版社，1987) 应表观活化能分别为18.10kJ·mol-1和10.15kJ· 9]Lang L K,Che Y C.Metallurgical Thermodynamics and Kinetics. mol-',成核剂使球团直接还原反应表观活化能降低 Shenyang:Northeastern University of Technology Press,1982 43.92%. (梁连科，车荫昌.治金热力学及动力学.沈阳：东北工学院出 版社，1982) [10]Qin M S.Non-Blast Furnace Ironmaking.Beijing:Metallurgical 参考文献 Industry Press,1988 [Xu B,Zhuang J M,Bai G H.Study on coal-based direct reduc- (秦民生.非高炉炼铁.北京：治金工业出版社，1988) tion process in utilizing the low-grade and hard-toseparate iron 01] Zhou J C.Study on Dephosphorization Technology for High Phos- ores.Multipurpose Util Miner Resour,2001 (6):20 phorus Oolitic Hematite by Coal Based Direct Reduction [Disserta- (许斌，庄剑鸣，白国华.低品位铁矿煤基直接还原的研究，矿 tion].Wuhan:Wuhan University of Science and Technology 产综合利用，2001(6)：20) 2007 ]Zhang J S.Status and trend of exploitation and utilization of iron (周继程.高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原法提铁脱磷技术研 ore resource in China.Iron Steel,2007,42(2):1 究[学位论文].武汉：武汉科技大学，2007) (张泾生，我国铁矿资源开发利用现状及发展趋势。钢铁， [12]Li T Q,Wang C Y,Liu X J.Similarities and differences of car- 2007,42(2):1) bonaceous mesophases derived from homogenous and heterogene- Wang Y.Analysis of China iron resource situation and strategy of ous systems.Carbon Tech,2008,27(5):5 its sustainable supply.Met Mine,2008(1):12 (李同起，王成扬，刘秀军.均相成核和非均相成核碳质中间 (王颖.我国铁矿资源形势分析与其可持续供给的策略，金属 相的异同，碳素技术，2008,27(5)5) 矿山，2008(1)：12) 03] Liu J H,Zhang J Y,Zhou T P.Assessment of apparent activa- 4]Zhai Y.Investigation on Effective Beneficiation of Microfine Low tion energies for reducing iron oxides by CO and H.J Iron Steel Grade Hematite [Dissertation].Changsha:Central South Univer- Res,2000,12(1):5 siy,2008:46 (刘建华，张家芸，周土平.C0及C0-H2气体还原铁氧化物 (翟勇.低品位微细粒赤铁矿高效利用技术研究[学位论 反应表观活化能的评估.钢铁研究学报，2000,12(1)：5) 文].长沙：中南大学，2008：46) [14]Chun T J.Study on Process and Mechanism of Effective Beneficia- [5]Zhu D Q,Zhai Y,Pan J.Beneficiation of super microfine low- tion of Superfine Lone Grade Hematite [Dissertation].Changsha: grade hematite ore by coal-based direct reduction-magnetic concen- Central South University,2010 tration process.J Cent South Unie Sci Technol,2008,39(6): (春铁军.低品位微细粒赤铁矿高效富集技术及机理研究 1132 [学位论文].长沙：中南大学，2010)北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 无成核剂球团相比，表观活化能降低了 43. 92% ，成 核剂有利于球团的还原． 工艺实验结果表明，在相 同的条件下，成核剂能够使还原产品的金属化率由 88. 38% 提高到 96. 21%［14］． 3 结论 ( 1) 直接还原过程金属铁晶粒形核热力学研究 表明，成核剂能够使金属铁晶粒形核位垒降低 50% 以上，促进球团中铁晶粒快速形核． ( 2) 气体等温还原动力学研究表明，成核剂能 强化赤铁矿球团的还原性能． 在还原温度 900 ～ 1 050 ℃，时间 120 min，以 CO 和 N2的体积比为 30∶ 70 的气体还原气体的条件下，无成核剂球团和成核 剂球团皆受气体内扩散控制，两种球团直接还原反 应表观活化能分别为 18. 10 kJ·mol － 1 和 10. 15 kJ· mol － 1 ，成核剂使球团直接还原反应表观活化能降低 43. 92% ． 参 考 文 献 ［1］ Xu B，Zhuang J M，Bai G H． Study on coal-based direct reduc￾tion process in utilizing the low-grade and hard-to-separate iron ores． Multipurpose Util Miner Resour，2001( 6) : 20 ( 许斌，庄剑鸣，白国华． 低品位铁矿煤基直接还原的研究，矿 产综合利用，2001( 6) : 20) ［2］ Zhang J S． Status and trend of exploitation and utilization of iron ore resource in China． Iron Steel，2007，42( 2) : 1 ( 张泾生． 我国铁矿资源开发利用现状及发展趋势． 钢铁， 2007，42( 2) : 1) ［3］ Wang Y． Analysis of China iron resource situation and strategy of its sustainable supply． Met Mine，2008( 1) : 12 ( 王颖． 我国铁矿资源形势分析与其可持续供给的策略，金属 矿山，2008( 1) : 12) ［4］ Zhai Y． Investigation on Effective Beneficiation of Microfine Low Grade Hematite［Dissertation］． Changsha: Central South Univer￾sity，2008: 46 ( 翟勇． 低品位微细粒赤铁矿高效利用技术研究［学 位 论 文］． 长沙: 中南大学，2008: 46) ［5］ Zhu D Q，Zhai Y，Pan J． Beneficiation of super microfine low￾grade hematite ore by coal-based direct reduction-magnetic concen￾tration process． J Cent South Univ Sci Technol，2008，39 ( 6) : 1132 ( 朱德庆，翟勇，潘建． 煤基直接还原--磁选超微细贫赤铁矿新 工艺，中南大学学报: 自然科学版，2008，39( 6) : 1132) ［6］ Mei X G，Yan M L，Zuo W L，et al． Kinetics of the nucleation and grain growth of metallic phase in direct reduction of high iron red mud with coal base． J Cent South Univ Sci Technol，1996，27 ( 2) : 159 ( 梅贤恭，袁明亮，左文亮，等． 高铁赤泥煤基直接还原中铁晶 粒成核及晶核长大动力学． 中南工业大学学报，1996，27( 2) : 159) ［7］ Li J． A Study on Mechanism and Process of Direct Reduction of Pel￾lets Made From Concentrate and Composite Binder［Dissertation］． Changsha: Central South University，2007 ( 李建． 铁精矿复合粘结剂球团直接还原法工艺及机理研究 ［学位论文］． 长沙: 中南大学，2007) ［8］ Mo D C． Metallurgical Kinetics． Changsha: Central South Univer￾sity of Technology Press，1987 ( 莫鼎成． 冶金动力学． 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