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铁粉二次还原过程中发生了哪些化学反应?

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  还原铁粉在二次还原过程中发生一系列化学反应和物质转变。今天百得汇就为大家讲解一下铁粉二次还原过程中发生了哪些化学反应?

二次还原铁粉

  还原反应中初级还原海绵铁中存在的氧化铁主要出现在二次氧化物Fe3O4的形式,即海绵铁在冷却过程中再氧化形成的氧化铁,少量也可能呈浮体形式(未还原的氧化物)出现。海绵铁粉第二次用H2还原时发生以下化学反应。当还原温度高于570度时:Fe3O4+H2=3FeO+H2OFeO+H2=Fe+H2O 当温度低于570度时,Fe3O4直接还原为金属铁Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O 这三个反应是吸热的,因此,从热力学的角度来看,二次还原的温度越高,脱氧反应越好。

  脱碳反应 海绵铁粉中的碳主要溶解在Fe中形成渗碳体Fe3C。在铁粉二次还原过程中,除铁粉中氧和碳自身反应脱碳外,主要脱碳反应如下:C+2H2=CH4 C+H2O=H2+CO对于含碳量较高的铁粉仅靠H2脱碳作用有限且不充分。因此,含有大量水蒸气的湿H2有助于铁粉高温脱碳。

还原铁粉

  脱硫反应 在二次还原过程中,H2在还原气氛和海绵铁粉中所含的硫以FeS的形式存在,发生如下反应:FeS+H2=Fe+H2S,大大降低了还原铁粉的硫含量。用分解氨进行二次还原时,海绵铁粉的硫含量可从0.011-0.016%降低到0.003-0.008%;而湿法转化天然气二次还原可以将海绵铁粉的硫含量从0.05降到0.01%。

  上述是还原铁粉二次还原时的宏观反应,至于对温度细节的把握,百得汇冶金将在以后进行讲解。

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