《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.08.05.003©北京科技大学2020 工程科学学报DO: 铁酸锌碳热还原动力学及反应机理研究 李洋)，张建良)，袁骧)，刘征建烟，李飞)，郑安阳”，李占国) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂，湖南4111013)山西建龙钢铁有限公司，山西 043800 ☒通信作者，E-mail:liuzhengjian(@ustb.edu.cn 摘要本文对铁酸锌非等温碳热还原反应动力学及其还原反应机理进行了研究。通过不同温度条件下还原后的铁酸 锌团块物相分析(XRD)对其碳热还原的物相转变过程进行了解析，950C时出现eOZO无定型物质，此时Fe+ 被还原成F+。探讨了铁酸锌碳热还原过程转化率与转化速率的关系，该还原过程可以划分为三个阶段，第二阶段 的转化率变化最大(0.085~0.813)。最后，通过等转化率法和主曲线拟合法对不同升温速率条件下铁酸锌碳热还原第二 阶段的动力学进行了分析，可以得出第二阶段的平均活化能为362.16kJ6,且该阶段活化能处于331.01-490.04 km之间，变化较大，说明这一阶段发生的反应较为复杂，且各反之间的活化能差异明显，二级化学反应是这 一阶段的主要控速环节，并确定了第二阶段的主要控速方程 关键词含锌粉尘：铁酸锌：碳热还原：动力学：话化能 分类号TF01 Study on kinetics and reduction mechanism of non-isothermal analysis carbothermal reduction of zinc ferrite LI Yang.ZHANG Jian-liang LIU Zheng-jian▣，LiFe,ZHENG An-ang',LI Zhan-guo） 1) School of Metallurgical and University of Science and Technology Beijing.Beijing 10008,China Xiangtan Iron and S f HuNan VaLin,Ironmaking Department,Xiangtan,Hunan 411101,China Shanxi Jianlong Industr ompany,Ltd.,Wenxi,Shanxi 043800,China ☒Corresponding -mail:liuzhengjian @ustb.edu.cn ABSTRACT Because of the increase in the proportion of galvanized steel scrap used in the electric arc furnace (EAF) steelmaking process,the amount of zinc-containing EAF dust has increased.If the zinc in EAF dust is not recycled,it will not only lead to a waste of valuable metal resources but also to environmental pollution.Zinc is mainly present in EAF dust in the form of zinc ferrate (ZnFe2O).Zinc ferrite is a kind of spinel mineral,and the crystal lattice has greater stability,which increases the difficulty to recycle valuable elements such as zinc and iron from zinc-containing EAF dust.In order to further 收稿日期：2021-08-05 基金项目：中央高校基金科研业务费(06500170)：广东省基础与应用基础研究基金联合区域基金-青年基金项目 (2020A1515111008)工程科学学报 DOI: 铁酸锌碳热还原动力学及反应机理研究1 李 洋 1)，张建良 1)，袁 骧 2)，刘征建 1)，李 飞 3)，郑安阳 1)，李占国 1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂，湖南 411101 3) 山西建龙钢铁有限公司，山西 043800  通信作者，E-mail: liuzhengjian@ustb.edu.cn 摘 要 本文对铁酸锌非等温碳热还原反应动力学及其还原反应机理进行了研究。通过不同温度条件下还原后的铁酸 锌团块物相分析(XRD)对其碳热还原的物相转变过程进行了解析，950℃时出现 FeO0.85·xZnO 无定型物质，此时 Fe3+ 被还原成 Fe2+。探讨了铁酸锌碳热还原过程转化率与转化速率的关系，该还原过程可以划分为三个阶段，第二阶段 的转化率变化最大(0.085~0.813)。最后，通过等转化率法和主曲线拟合法对不同升温速率条件下铁酸锌碳热还原第二 阶段的动力学进行了分析，可以得出第二阶段的平均活化能为 362.16 kJ·mol-1，且该阶段活化能处于 331.01-490.04 kJ·mol-1之间，变化较大，说明这一阶段发生的反应较为复杂，且各反应之间的活化能差异明显，二级化学反应是这 一阶段的主要控速环节，并确定了第二阶段的主要控速方程。 关键词 含锌粉尘；铁酸锌；碳热还原；动力学；活化能 分类号 TF01 Study on kinetics and reduction mechanism of non-isothermal analysis carbothermal reduction of zinc ferrite LI Yang1), ZHANG Jian-liang1), YUAN Xiang2), LIU Zheng-jian1) , Li Fei3), ZHENG An-yang1), LI Zhan-guo1 ) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Xiangtan Iron and Steel Co.,Ltd of HuNan VaLin, Ironmaking Department, Xiangtan, Hunan 411101, China 3) Shanxi Jianlong Industry Company, Ltd., Wenxi, Shanxi 043800, China  Corresponding author, E-mail: liuzhengjian@ustb.edu.cn ABSTRACT Because of the increase in the proportion of galvanized steel scrap used in the electric arc furnace (EAF) steelmaking process, the amount of zinc-containing EAF dust has increased. If the zinc in EAF dust is not recycled, it will not only lead to a waste of valuable metal resources but also to environmental pollution. Zinc is mainly present in EAF dust in the form of zinc ferrate (ZnFe2O4). Zinc ferrite is a kind of spinel mineral, and the crystal lattice has greater stability, which increases the difficulty to recycle valuable elements such as zinc and iron from zinc-containing EAF dust. In order to further 1收稿日期:2021-08-05 基金项目:中央高校基金科研业务费 (06500170)；广东省基础与应用基础研究基金联合区域基金-青年基金项目 (2020A1515111008) 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.08.05.003 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿