含鋅粉塵的協(xié)同還原及其脫鋅動力學(xué)研究

楊文招¹，鄭富強(qiáng)²，胡兵²，朱伊翔¹，胡佩偉¹

（1.武漢科技大學(xué) a 資源與環(huán)境工程學(xué)院；b 冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北 武漢 430081；2.中冶長天國際工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410205）

摘要：我國每年都會產(chǎn)生大量的含鐵含鋅粉塵，直接還原技術(shù)可以使粉塵中的Fe和Zn元素高效分離。本研究將轉(zhuǎn)爐除塵灰、瓦斯泥和鋅硫酸渣混勻后壓制成團(tuán)塊，再外配25%的焦粉，在1 000~1 150 ℃范圍內(nèi)進(jìn)行直接還原，揭示了含鋅團(tuán)塊的還原過程和機(jī)理，并且建立了脫鋅動力學(xué)模型。結(jié)果表明：提高還原溫度或延長還原時(shí)間可以促進(jìn)鐵晶粒的聚集長大，有利于鐵還原和鋅脫除；在還原溫度為1 150 ℃條件下還原30 min后，可得到金屬化率為98.74%和脫鋅率為98.83%的金屬化團(tuán)塊，還原過程中限制鋅氧化物還原脫除速率的是界面化學(xué)反應(yīng)，擬合置信度（R2）為0.993 6，表觀活化能為152.37 kJ/mol。該研究可為含鋅粉塵的協(xié)同還原及脫鋅動力學(xué)提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：含鋅粉塵；金屬化率；協(xié)同還原；還原機(jī)理；脫鋅動力學(xué)