神府煤-Ⅲ制備的含鐵型焦的物理化學(xué)基礎(chǔ)研究.pdf

1、自上世紀(jì)50年代以來，工業(yè)革命造成的大量溫室氣體CO2排放使極端氣候事件頻發(fā)，加劇北方水資源短缺和南方季節(jié)性干旱程度。這些環(huán)境變化已給工業(yè)和農(nóng)業(yè)造成嚴(yán)重影響，嚴(yán)重惡化人類的生存環(huán)境。我國(guó)鋼鐵工業(yè)CO2的排放量占全國(guó)CO2排放總量的15％左右。而高爐煉鐵約占鋼鐵生產(chǎn)總CO2排放量的70％。因此，煉鐵工藝必須開發(fā)出減少CO2排放的新生產(chǎn)工藝技術(shù);其次，在我國(guó)實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化過程中，我國(guó)的粗鋼產(chǎn)量迅猛增加。在加劇戰(zhàn)略資源鐵礦石和煤炭危機(jī)的同時(shí)，

2、也減小鋼鐵企業(yè)的利潤(rùn)空間。為此，開發(fā)劣質(zhì)鐵礦石-煤資源的高效生產(chǎn)利用技術(shù)，擴(kuò)大高爐煉鐵的原燃料使用范圍，是鋼鐵企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
　　為此，本研究在分析高爐冶金原理和國(guó)內(nèi)外研究前沿動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，提出把我國(guó)儲(chǔ)量豐富的非焦煤、鐵礦粉經(jīng)破碎、混均、熱壓成型和高溫焦化后制成C-O-Fe接觸距離小、易于高爐低溫區(qū)氣化反應(yīng)的高反應(yīng)性含鐵型焦(CIC);用CIC中的Fe催化劑作用和降低焦炭氣化反應(yīng)起始溫度的熱力學(xué)熱特性，達(dá)到降低高爐

3、爐頂煤氣流和塊狀帶溫度、減少焦比和CO2的排放量的設(shè)想目的。通過實(shí)驗(yàn)研究、理論分析及模擬計(jì)算，探討分析澳礦粉含量對(duì)神府煤-Ⅲ制成的CIC氣化起始溫度及其高爐焦比和CO2排放量的影響。為高爐改善熱平衡狀態(tài)、降低焦比和減少CO2排放量，為解決煉鐵中資源與環(huán)境的矛盾提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。其主要研究結(jié)果如下:
　　(1)神府煤-Ⅲ和澳礦粉制備的含鐵型煤和CIC，其壓潰強(qiáng)度隨澳礦粉含量的增加而提高，最高分別可達(dá)48.97 kN/p、5.66 k

4、N/p。
　　(2)含鐵型煤主要由C、灰分、Fe2O3等相組成，含鐵型焦主要由多孔、多形狀的C、0.05～1μm的白色Fe顆粒（附著于多孔C表面）和0.5～20μm的氣孔等相組成;且C-Fe原子之間緊密接觸。
　　(3)隨澳礦粉含量的增加，CIC中的氣孔數(shù)量增加，尺寸從0.5增大到20μm;附著于氣孔表面的Fe原子密度增大。
　　(4)隨澳礦粉含量的增加，CIC的氣化反應(yīng)起始溫度由936.5℃降低到876.3℃，其活化