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温度对流化床中铁粉粘附行为的影响,铁粉的DTA曲线测量

2018.11.01

【引言】

铁精矿的流化床还原技术不依赖于焦化和烧结工艺,最近作为冶炼还原工艺的预还原单元,用于抑制日益稀缺的原材料,并满足更苛刻的环境标准然而,工业利用流化床还原的最严重的瓶颈障碍是流体化的问题,使连续操作不可能,这是由于各个矿石颗粒之间的粘附造成的


【成果介绍】

近年来,铁矿粉流化床还原技术作为冶炼还原过程的预还原单元,在不依赖焦化、烧结工艺的前提下,为避免日益稀缺的原料和满足日益严格的环境标准,受到广泛关注。然而,流化床还原工业应用的最严重瓶颈障碍是脱流问题,使连续操作变得不可能,这是由于单个矿粒之间的粘附造成的。Shao,Jian-Hua等人在热态可视化流化床中,研究了温度对床层压降、铁粉颗粒尺寸和形貌的影响。结果表明,在流化床中,铁颗粒的起始粘附温度(Ts,673K-773K)和临界脱流温度(Tc,923K-973K)均存在。床层压降和铁颗粒的团聚程度不仅对温度有很强的依赖性。实验还证实,无晶须的结晶铁粉在远离熔点的温度下也具有一定的粘度。


图文导读

1:可视化流化床示意图


 

2:不同温度下流化床的压降随时间的变化规律


 

3:流化床流态化过程中压降变化率与温度的关系


 

4晶粒尺寸在不同温度下的累积分布


 

5平均粒径与粒径中值温度的关系


 

6温度对晶粒对数正态分布和粒径的影响


 

7在不同温度下流态化后的铁样品的SEM图像


 

8粘附样品表面微观形貌


 

9铁粉的DTA曲线(为了观察铁粒子在室温与1073K之间是否存在相变或晶体转变,用LINSEIS STA PT1600型差热分析仪,在室温到1073K的加热速率为3K·min-1的条件下进行了差热分析。)


 

【结论】

本研究的结论可以归纳如下:

(1)当温度在673K~773K之间时,铁粉完全结晶后呈粘性,在目前的操作条件下,流化床脱硫的临界温度(Tc)在923K~973K之间。

2当操作温度(T)低于粘结开始温度(Ts)时,流化床的压降是恒定的。当T高于临界温度(TC)时,压降突然下降,发生脱流。当T在TS和TC之间时,压降缓慢下降,但仍能保持流态化。

3)团聚后铁粉的粒径随温度的升高呈指数增长。铁粉直径在923K以下缓慢增加,而在923K以上迅速增加。通过对298K和1023K之间粒度变化的统计,可以得到对数正态分布函数f(Dp,T)。

5铁粉在流化床中的粘附和脱流是铁在一定温度下物理性质变化的结果。晶须和不完全晶化不是其必要条件。

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