【引言】

鐵精礦的流化床還原技術(shù)不依賴于焦化和燒結(jié)工藝，最近作為冶煉還原工藝的預(yù)還原單元，用于抑制日益稀缺的原材料，并滿足更苛刻的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。然而，工業(yè)利用流化床還原的最嚴(yán)重的瓶頸障礙是流體化的問(wèn)題，使連續(xù)操作不可能，這是由于各個(gè)礦石顆粒之間的粘附造成的。

【成果介紹】

近年來(lái)，鐵礦粉流化床還原技術(shù)作為冶煉還原過(guò)程的預(yù)還原單元，在不依賴焦化、燒結(jié)工藝的前提下，為避免日益稀缺的原料和滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，受到廣泛關(guān)注。然而，流化床還原工業(yè)應(yīng)用的最嚴(yán)重瓶頸障礙是脫流問(wèn)題，使連續(xù)操作變得不可能，這是由于單個(gè)礦粒之間的粘附造成的。Shao,Jian-Hua等人在熱態(tài)可視化流化床中，研究了溫度對(duì)床層壓降、鐵粉顆粒尺寸和形貌的影響。結(jié)果表明，在流化床中，鐵顆粒的起始粘附溫度（Ts，673K-773K）和臨界脫流溫度（Tc，923K-973K）均存在。床層壓降和鐵顆粒的團(tuán)聚程度不僅對(duì)溫度有很強(qiáng)的依賴性。實(shí)驗(yàn)還證實(shí)，無(wú)晶須的結(jié)晶鐵粉在遠(yuǎn)離熔點(diǎn)的溫度下也具有一定的粘度。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1：可視化流化床示意圖

圖2：不同溫度下流化床的壓降隨時(shí)間的變化規(guī)律

圖3：流化床流態(tài)化過(guò)程中壓降變化率與溫度的關(guān)系

圖4：晶粒尺寸在不同溫度下的累積分布

圖5：平均粒徑與粒徑中值和溫度的關(guān)系

圖6：溫度對(duì)晶粒對(duì)數(shù)正態(tài)分布和粒徑的影響

圖7：在不同溫度下流態(tài)化后的鐵樣品的SEM圖像

圖8：粘附樣品表面微觀形貌

圖9：鐵粉的DTA曲線（為了觀察鐵粒子在室溫與1073K之間是否存在相變或晶體轉(zhuǎn)變，用LINSEIS STA PT1600型差熱分析儀，在室溫到1073K的加熱速率為3K·min-1的條件下進(jìn)行了差熱分析。）

【結(jié)論】

本研究的結(jié)論可以歸納如下：

（1）當(dāng)溫度在673K～773K之間時(shí)，鐵粉完全結(jié)晶后呈粘性，在目前的操作條件下，流化床脫硫的臨界溫度(Tc)在923K～973K之間。

（2）當(dāng)操作溫度(T)低于粘結(jié)開始溫度(Ts)時(shí)，流化床的壓降是恒定的。當(dāng)T高于臨界溫度（TC）時(shí)，壓降突然下降，發(fā)生脫流。當(dāng)T在TS和TC之間時(shí)，壓降緩慢下降，但仍能保持流態(tài)化。

（3）團(tuán)聚后鐵粉的粒徑隨溫度的升高呈指數(shù)增長(zhǎng)。鐵粉直徑在923K以下緩慢增加，而在923K以上迅速增加。通過(guò)對(duì)298K和1023K之間粒度變化的統(tǒng)計(jì)，可以得到對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)f（Dp，T）。

（5）鐵粉在流化床中的粘附和脫流是鐵在一定溫度下物理性質(zhì)變化的結(jié)果。晶須和不完全晶化不是其必要條件。