第9期 王纪学等：低品位软锰矿流态化还原焙烧 ·991· 还原反应由界面化学反应控制. and recent advances.China Manganese Ind,2008,26(2):4 (李同庆.低品位软锰矿还原技术与研究进展.中国锰业， 4结论 2008,26(2):4) [6]Zhang H Q,Ding C G,Zhao L.Study on the fluidizing reduction (1)通过冷态气体流量实验，根据床层压力一 of manganese dioxide ore.Met Mine,2009(2):82 流量特性曲线确定实验中焙烧物料呈悬浮状态所需 (张汉泉，丁长桂，赵雷.二氧化锰流态化还原试验研究.金属 的流化风量为0.4m3h1 山，2009(2)：82) (2)实验确定在焙烧温度800℃、焙烧时间3 [7]Zhang H Q,Yu Y F,Lu X S,et al.Study on reducing roasting of suspending manganese oxide ore.Min Metall Eng.2010,30(4): min以及C0体积分数10%时，可以获得一个较好 40 的还原效果，软锰矿中二氧化锰的还原率可达97% (张汉泉，余永富，陆小苏，等.软锰矿悬浮还原培烧试验研 以上 究.矿治工程，2010,30(4)：40) (3)流态化还原焙烧与静态堆积焙烧相比，可 [8]Ren Y F.Study on Flash Magnetization Roasting Technology for 大大缩短还原焙烧时间，并能显著地提高还原效率， Refractory Lowgrade Red Iron Ores [Dissertation].Wuhan:Wu- 具有较好的工业应用前景 han University of Technology,2006 (任亚峰.细粒红铁矿闪速磁化培烧[学位论文].武汉：武汉 (4)通过动力学研究，证实了还原过程由界面 理工大学，2006) 化学反应控制，计算得反应的表观活化能为38.817 Srinivasan N S.Reduction of iron oxides by carbon in a circulating kJmol-,并导出还原反应的动力学方程为 fluidized bed reactor.Powder Technol,2002,124:28 f=10m3t3-15m22+9mt. [10]Zhang W.A review of techniques for the process intensification of 式中， fluidized bed reactors.Chin J Chem Eng,2009.17(4):688 [11]Wang G J,Wang Z H,Yang L,et al.Experiments on roasting m=ep1.0734-4669 (1+K)(C-C) technology magnetic separation of oolitic hematite ore by the cir- T Krap culating fluidized bed.Met Mine,2010(2):57 (王国军，王智化，杨丽，等.某鲕状赤铁矿循环流化床培烧- 参考文献 磁选试验研究.金属矿山，2010(2)：57) ]Zhang Q F.General situation of manganese ore beneficiation at 02] Jiang G C,Xu K D,Xu J L,et al.Mechanism of reduction of home and abroad.China Mine Eng,2004,33(6):16 carbon bearing Mn-ore lump in solid state.J Irion Steel Res, (张去非.国内外锰矿选矿工艺概述.中国矿山工程，2004,33 1991,3(3):1 (6):16) (蒋国吕，徐匡迪，徐建伦，等.含碳锰矿块固态还原的反应 Wang E X.The resources of Chinese manganese ore.Chin Battery 机理.钢铁研究学报，1991,3(3)：1) md,2007.12(3):184 [13]Hua Y X.The Kinetics Introduction of Metallurgical Process.Bei- (王尔贤.中国的锰矿资源.电池工业，2007,12(3)：184) jing:Metallurgical Industry Press,2004 3]Zhang J S,Zhou G H.A review of manganese ore resources in (华一新.治金过程动力学导论.北京：治金工业出版社， China and its processing technology progress.China Manganese 2004) lnd,2006,24(1):1 [14]Chu M S,Fang J.Dynamics analysis of Fe ore direct reduction (张泾生，周光华.我国锰矿资源及选矿进展评述.中国锰 process in circulating fluidized bed.J Northeast Unin Nat Sci, 业，2006,24(1)：1) 2001,22(2):140 4]SongJJ,Zhang P.Low grade manganese oxide ore reduction re- (储满生，方觉.循环流化床铁矿石直接还原过程动力学分 covery process.Hebei Chem Eng Ind,2010,33(5):44 析.东北大学学报：自然科学版，2001,22(2)：140) (宋静静，张萍.低品位氧化锰矿中锰的还原回收.河北化 [15]Piotrowski K,Mondal K,Wiltowski T,et al.Topochemical ap- 工，2010,33(5)：44) proach of kinetics of the reduction of hematite to wustite.Chem [5]Li T Q.Technology of low grade pyrolusite ore reduction process EngJ,2007,131(13):73第 9 期 王纪学等: 低品位软锰矿流态化还原焙烧 还原反应由界面化学反应控制． 4 结论 ( 1) 通过冷态气体流量实验，根据床层压力-- 流量特性曲线确定实验中焙烧物料呈悬浮状态所需 的流化风量为 0. 4 m3 ·h － 1 ． ( 2) 实验确定在焙烧温度 800 ℃、焙烧时间 3 min 以及 CO 体积分数 10% 时，可以获得一个较好 的还原效果，软锰矿中二氧化锰的还原率可达 97% 以上． ( 3) 流态化还原焙烧与静态堆积焙烧相比，可 大大缩短还原焙烧时间，并能显著地提高还原效率， 具有较好的工业应用前景． ( 4) 通过动力学研究，证实了还原过程由界面 化学反应控制，计算得反应的表观活化能为 38. 817 kJ·mol － 1 ，并导出还原反应的动力学方程为 f = 10m3 t 3 － 15m2 t 2 + 9mt． 式中， m = ( exp 1. 073 4 － 4 669 ) T ( 1 + K) ( C0 － C* ) Krm ρ ． 参 考 文 献 ［1］ Zhang Q F． General situation of manganese ore beneficiation at home and abroad． China Mine Eng，2004，33( 6) : 16 ( 张去非． 国内外锰矿选矿工艺概述． 中国矿山工程，2004，33 ( 6) : 16) ［2］ Wang E X． The resources of Chinese manganese ore． Chin Battery Ind，2007，12( 3) : 184 ( 王尔贤． 中国的锰矿资源． 电池工业，2007，12( 3) : 184) ［3］ Zhang J S，Zhou G H． A review of manganese ore resources in China and its processing technology progress． China Manganese Ind，2006，24( 1) : 1 ( 张泾生，周光华． 我国锰矿资源及选矿进展评述． 中国锰 业，2006，24( 1) : 1) ［4］ Song J J，Zhang P． Low grade manganese oxide ore reduction re￾covery process． Hebei Chem Eng Ind，2010，33( 5) : 44 ( 宋静静，张萍． 低品位氧化锰矿中锰的还原回收． 河北化 工，2010，33( 5) : 44) ［5］ Li T Q． Technology of low grade pyrolusite ore reduction process and recent advances． China Manganese Ind，2008，26( 2) : 4 ( 李同庆． 低品位软锰矿还原技术与研究进展． 中国锰业， 2008，26( 2) : 4) ［6］ Zhang H Q，Ding C G，Zhao L． Study on the fluidizing reduction of manganese dioxide ore． Met Mine，2009( 2) : 82 ( 张汉泉，丁长桂，赵雷． 二氧化锰流态化还原试验研究． 金属 矿山，2009( 2) : 82) ［7］ Zhang H Q，Yu Y F，Lu X S，et al． Study on reducing roasting of suspending manganese oxide ore． Min Metall Eng，2010，30( 4) : 40 ( 张汉泉，余永富，陆小苏，等． 软锰矿悬浮还原焙烧试验研 究． 矿冶工程，2010，30( 4) : 40) ［8］ Ren Y F． Study on Flash Magnetization Roasting Technology for Refractory Low-grade Red Iron Ores ［Dissertation］． Wuhan: Wu￾han University of Technology，2006 ( 任亚峰． 细粒红铁矿闪速磁化焙烧［学位论文］． 武汉: 武汉 理工大学，2006) ［9］ Srinivasan N S． Reduction of iron oxides by carbon in a circulating fluidized bed reactor． Powder Technol，2002，124: 28 ［10］ Zhang W． A review of techniques for the process intensification of fluidized bed reactors． Chin J Chem Eng，2009，17( 4) : 688 ［11］ Wang G J，Wang Z H，Yang L，et al． Experiments on roasting technology magnetic separation of oolitic hematite ore by the cir￾culating fluidized bed． Met Mine，2010( 2) : 57 ( 王国军，王智化，杨丽，等． 某鲕状赤铁矿循环流化床焙烧- 磁选试验研究． 金属矿山，2010( 2) : 57) ［12］ Jiang G C，Xu K D，Xu J L，et al． Mechanism of reduction of carbon bearing Mn-ore lump in solid state． J Irion Steel Res， 1991，3( 3) : 1 ( 蒋国昌，徐匡迪，徐建伦，等． 含碳锰矿块固态还原的反应 机理． 钢铁研究学报，1991，3( 3) : 1) ［13］ Hua Y X． The Kinetics Introduction of Metallurgical Process． Bei￾jing: Metallurgical Industry Press，2004 ( 华一新． 冶金过程动力学导论． 北京: 冶金工业出版社， 2004) ［14］ Chu M S，Fang J． Dynamics analysis of Fe ore direct reduction process in circulating fluidized bed． J Northeast Univ Nat Sci， 2001，22( 2) : 140 ( 储满生，方觉． 循环流化床铁矿石直接还原过程动力学分 析． 东北大学学报: 自然科学版，2001，22( 2) : 140) ［15］ Piotrowski K，Mondal K，Wiltowski T，et al． Topochemical ap￾proach of kinetics of the reduction of hematite to wustite． Chem Eng J，2007，131( 1-3) : 73 ·991·