氢冶金基础研究和新工艺探索

作     者：周美洁 艾立群 洪陆阔 孙彩娇 周玉青 孟凡峻 ZHOU Meijie;AI Liqun;HONG Lukuo;SUN Caijiao;ZHOU Yuqing;MENG Fanjun

作者机构：华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2023年第37卷第13期

页      面：164-169页

核心收录：

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：河北省自然科学基金(E2018209284,E2019209160,E2021209101) 河北省教育厅基础科技研究项目(JQN2020029) 河北省研究生创新项目(CXZZBS2020131)。 

主　　题：氢冶金 微波 二氧化碳排放 还原 铁粉 

摘      要：高炉炼铁和直接还原是目前最为主流的两大炼铁技术。高炉炼铁产能大,效率高,但其高焦比高能耗的现实与环境绿色发展的矛盾日益突出。煤基、气基直接还原或熔融还原技术的创新研发不断固化为效能的提高和成本的降低。但是,现有工艺下以碳的高效利用为核心的技术正在不断接近降碳的潜能极限。为按期实现碳中和、碳达峰的目标,钢铁制造业积极开发探索铁矿石的替代还原技术。在炼铁过程中合理利用H_(2)对减少能源使用和CO_(2)排放的作用越来越显著。本文论述了氢气还原铁矿石的基础研究、氢冶金的技术优势、我国氢冶金技术成果和发展面临的问题,提出并验证了采用微波照射实现含铁矿石的富氢或纯氢冶炼得到铁粉的新思路。在以H_(2)/CO为还原剂的对比实验中,微波加热比常规加热方式还原效果好,微波下1100℃时CO还原金属铁的还原率只达到3.1%,同条件下,H_(2)还原金属铁的还原率可达78.6%。