机械活化铁氧化物气基还原热力学再探

鉴于以往研究中引用了不准确的铁氧化物气基还原反应标准摩尔吉布斯自由能变化表达式,在自行导出的新的表达式基础上,重新探讨了机械力储能对铁氧化物气基还原热力学的影响规律。除纠正了以往研究中4个方面的错误结果外,还发现:FeO本身的气基还原并不受起始温度的限制,但在Fe3 O4气基还原体系中,FeO的还原具有与Fe3O4还原方式转折温度一致的起始温度;由于Fe3O4还原方式的转折温度随Fe3O4储能的增加而线性下降,故当Fe3O4储能时,Fe3O4和FeO的还原将在低于570℃的温度下发生,同时,与该温度对应的平衡CO压力分数或平衡H2压力分数前者下降而后者提高,即CO还原叉形曲线向低温、低CO压力分数方向移动而H2还原叉形曲线向低温、高H2压力分数方向移动。

机械活化铁氧化物的气基还原热力学

为揭示机械活化对铁氧化物气基还原的影响机理,探讨了铁氧化物气基还原热力学与铁氧化物机械力储能之间的关系。结果表明:机械活化铁氧化物的每个气基还原反应都存在一个特征临界CO或H2压力分数,只有在还原所需最低CO或H2压力分数高于其特征临界压力分数时还原温度才随储能的增加而降低,反之则还原温度随储能的增加而升高,这使得机械活化仅对降低某些铁氧化物气基还原反应的温度有利而对降低其他铁氧化物气基还原反应的温度反而不利。另一方面,铁氧化物气基还原所需最低CO或H2压力分数都随储能的增加而减小,因此机械活化对提高所有铁氧化物气基还原反应的还原气利用率均有利。