Luận án nghiên cứu tính chất luyện kim và khả năng ứng dụng quặng sắt cao bằng

MỞ ĐẦU Tỉnh Cao Bằng có nguồn tài ngun khống sản kim loại phong phú, bao gồm loại quặng: magan, sắt, thiếc, vonfram, chì-kẽm, uran, antimon, nhơm…, đáng ý nguồn quặng sắt Theo tài liệu điều tra địa chất, địa phƣơng có tổng trữ lƣợng mỏ sắt khống sản biểu khoáng sản 44 triệu quặng Hiện có mỏ đƣợc thăm dị: Ngƣờm Cháng, Nà Lũng, Nà Rụa Các mỏ bƣớc đầu đƣơc khai thác để cung cấp làm nguyên liệu cho trình sản xuất sắt xốp luyện gang, nhằm phục vụ cho việc phát triển công nghiệp tỉnh nhà Tuy nhiên, trình khai thác sử dụng nguyên liệu quặng sắt, thuận lợi mỏ lộ thiên gần đƣờng giao thơng, cịn gặp khó khăn phần lớn quặng sắt dạng vụn chƣa nắm đƣợc chất nó, gặp nhiều khó khăn vận hành sản xuất, dẫn đến cần phải có tìm hiểu kỹ nguyên liệu Cho đến nay, nƣớc ta có số nghiên cứu quặng sắt Cao Bằng, song tập chung khảo sát đánh giá trữ lƣợng vùng mỏ mà Vấn đề nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt để đƣa quy trình cơng nghệ phù hợp cho việc lựa chọn nguyên liệu đầu vào cho cơng nghệ sản xuất sắt xốp gang lị cao cịn bỏ ngỏ Chính tác giả định chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu tính chất luyện kim khả ứng dụng quặng sắt Cao Bằng” với việc chọn đối tƣợng mỏ cụ thể có tính tiêu biểu để nghiên cứu số mỏ quặng sắt Cao Bằng  Mục tiêu luận án - Nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt Nà Rụa - Cao Bằng - Xác định khả ứng dụng cơng nghệ hồn ngun quặng viên nhà máy sử dụng quặng sắt Nà Rụa - Cao Bằng làm nguyên liệu đầu vào sản xuất sắt xốp luyện gang lò cao  Nội dung nghiên cứu Khảo sát đánh giá quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng Nghiên cứu đặc tính quặng sắt quặng viên Nghiên cứu q trình hồn ngun quặng viên sử dụng khí hoàn nguyên CO các-bon rắn Nghiên cứu động học phản ứng hồn ngun dựa mơ hình lý thuyết, xây dựng đồ thị thực nghiệm xác định số tốc độ phản ứng lƣợng hoạt hóa Phân tích chuyển biến pha q trình hoàn nguyên xác định hàm lƣợng pha theo bƣớc phản ứng Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe Quan sát ảnh tổ chức vi mô thành phần nguyên tố mẫu với mức độ hoàn nguyên khác  Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu Quặng sắt mỏ Nà Rụa Cao Bằng có hàm lƣợng sắt từ 55-70 % với trữ lƣợng 18 triệu chiếm khoảng 40% tổng trữ lƣợng quặng sắt toàn tỉnh Cao Bằng đƣợc chọn đối tƣợng nghiên cứu cho luận án b Phạm vi nghiên cứu Luận án nghiên cứu đặc tính quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng quặng cầu viên Nghiên cứu q trình hồn ngun mẫu quặng viên sử dụng khí hồn ngun CO các-bon rắn  Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án a Ý nghĩa khoa học  Sử dụng có hiệu đồng thời phƣơng pháp phân tích vật liệu xác định đặc tính quặng sắt quặng viên  Kết hợp mơ hình động học lý thuyết với số liệu thực nghiệm, xây dựng đồ thị xác định số tốc độ phản ứng tính lƣợng hoạt hóa quặng viên ơ-xy hóa 1200 500 °C sử dụng khí CO các-bon rắn  Sử dụng phƣơng pháp nhiễu xạ rơnghen xác định thay đổi pha tỷ phần pha làm sáng tỏ q trình hồn ngun quặng viên  Nghiên cứu tính chất tổng thể quặng viên làm sở việc định hƣớng sử dụng nguyên liệu cho cơng nghệ hồn ngun trực tiếp luyện gang lị cao b Ý nghĩa thực tiễn Với trữ lƣợng quặng sắt đƣợc dự báo 44 triệu tấn, đề tài nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng cấp bách mang tính thực tiễn cao Lần Việt Nam cơng trình nghiên cứu chi tiết tính chất luyện kim quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng với mục đích tìm thơng số cơng nghệ q trình nung ơ-xy hóa quặng sắt hồn ngun quặng viên Kết nghiên cứu luận án áp dụng cho sở sản xuất sử dụng quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng làm nguyên liệu đầu cho nhà máy sản xuất sắt xốp nhà máy luyện gang lị cao  Các đóng góp luận án Đây cơng trình nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt Cao Bằng Việt Nam Đã xác định ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian nung đến cấu trúc chất lƣợng quặng cầu viên Sử dụng phƣơng pháp nhiễu xạ rơnghen xác định thay đổi pha tỷ phần pha q trình hồn ngun quặng viên khẳng định chế hồn ngun ê-ma-tít  ma-nhê-tít  vu-tít  sắt nguyên chất Nghiên cứu động học hoàn nguyên, xác định số tốc độ phản ứng lƣợng hoạt hóa mẫu quặng viên P1200 P500 sử dụng khí hồn ngun khí CO các-bon rắn Đề suất việc sử dụng quặng viên làm nguyên liệu đầu vào cho lò cao sản xuất sắt xốp  Kết cấu luận án Ngoài phần mở đầu mục theo quy định, luận án đƣợc trình bày chƣơng, cụ thể nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Chƣơng 3: Nghiên cứu đặc tính quặng sắt quặng viên Chƣơng Nghiên cứu hoàn nguyên quặng viên Kết luận chung luận án kiến nghị Danh mục cơng trình công bố luận án Tài liệu tham khảo Chương TỔNG QUAN 1.1 Tính chất ơ-xít sắt Đối với tập hợp khống vật giàu sắt (Fe), nƣớc ta quy ƣớc hàm lƣợng sắt chứa hợp phần chiếm từ 17% trở lên đƣợc gọi quặng sắt, hàm lƣợng nhỏ 17% gọi ngun liệu khống Trong tự nhiên quặng sắt có nhiều loại khác nhau, thành phần gồm số loại ơ-xít sắt sắt dạng hóa trị (Fe2+, Fe3+) Các loại ơ-xít sắt xếp theo thứ tự mức độ ơ-xy hóa giảm dần là: ê-ma-tít (Fe2O3), ma-nhê-tít (Fe3O4) vu-tít (FeO) [1-4] Ion O2-, Fe2+ Fe3+ có đƣờng kính khác (Hình 1.1) Trong mạng tinh thể ô-xy, ion Fe2+ Fe3+ nằm vị trí lỗ trống tứ diện bát diện Hình 1.1 Kích thước tương đối anion ơ-xy O2- 0,136 nm, cation Fe2+ 0,078 nm cation Fe3+ 0,065 nm 1.1.1 Ê-ma-tít Ê-ma-tít có cấu trúc khối hình thoi dựa chuỗi hình lục giác xếp chặt xếp chồng lên ion ơ-xy(ABAB…) có cation sắt có hóa trị đƣợc đặt khối hình thoi ê-ma-tít hợp thức (Hình 1.2) [5-7] Dạng ê-ma-tít khơng hợp thức thƣờng tồn thiếu anion, cân điện tích đƣợc bù trừ với cation sắt hóa trị hai thay cation sắt hóa trị Hình 1.2 Cấu trúc ê-ma-tít hợp thức, hai lớp (AB…) anion ơ-xy (quả cầu màu xanh), cation sắt (quả cầu màu đỏ) khối bát diện, minh họa từ Klein [5] Trong thực tế ê-ma-tít tồn dạng: (a) α – Fe2O3: cấu trúc mạng tinh thể lục giác (b) γ – Fe2O3: cấu trúc mạng tinh thể lập phƣơng; hình thành dƣới điều kiện đặc biệt dƣới khoảng nhiệt độ 400÷500 °C 1.1.2 Ma-nhê-tít Ma-nhê-tít khống vật sắt từ có cơng thức hóa học Fe3O4 thƣờng đƣợc xem tập hợp Vu-tít ê-ma-tít Ma-nhê-tít có cấu trúc tinh thể lập phƣơng tâm mặt gồm lớp khác anion ô-xy (ABCABC…) ion sắt hóa trị hai hóa trị ba có bán kính ion nhỏ phân bố mạng ơ-xy vị trí tứ diện bát diện (Hình 1.3) [5, 6] Ma-nhê-tít hợp thức có chứa 2/3 ion sắt hóa trị 1/3 ion sắt hóa trị hai Dạng khơng hợp thức tồn thiếu cation cân điện tích đƣợc bù cation sắt hóa trị Hình 1.3 Các lớp ngun tử ma-nhê-tít xếp mặt (111), cầu màu xanh anion ô-xy cation sắt Fe2+ Fe3+ nằm khối tứ diện bát diện, minh họa dựa theo Leinl [5, 6] Trong trình chuyển biến từ ê-ma-tít thành ma-nhê-tít, cấu trúc biến đổi từ mạng tinh thể lục giác thành mạng tinh thể lập phƣơng làm tăng thể tích, tăng độ xốp tăng gây nứt Trong thực tế, q trình hồn ngun ê-ma-tít sinh sản phẩm xốp diện tích bề mặt lớn làm cho mức độ hồn ngun êma-tít cao ma-nhê-tít 1.1.3 Vu-tít Vu-tít có cấu trúc tinh thể theo kiểu NaCl Mỗi ion Fe2+ đƣợc phối trí ion O2- ion O2- đƣợc phối trí ion Fe2+ Các ion Fe 2+ nằm lỗ trống bát diện tạo nên ion O2- lỗ trống tứ diện khơng có ion Fe2+ (Hình 1.4) Thành phần khơng hợp thức (FeO1,05 Fe0.95O) tồn thiếu cation dẫn đến cặp cation Fe2+/Fe3+ vị trí lỗ trống Các cation Fe3+ đƣợc định vị nằm khối tứ diện Hình 1.4 Cấu trúc mạng tinh thể vu-tít hợp thức Minh họa theo Waychunas [1] 1.2 Các tiêu đánh giá chất lượng quặng sắt cho ngành luyện kim 1.2.1 Thành phần hố học tính ổn định Thành phần hoá học quặng đƣợc quan tâm hàm lƣợng sắt, quặng sắt có hàm lƣợng cao hiệu luyện gang cao Khi hàm lƣợng sắt quặng đạt 60%, quặng giàu sắt, quặng trung bình từ 50 ÷ 60%, dƣới 50% quặng nghèo sắt Quặng sắt đƣa vào lò cao địi hỏi thành phần hố học phải ổn định để đảm bảo cho việc vận hành lò thuận lợi chất lƣợng gang nhƣ suất lị Trong thực tế thành phần hố học quặng sắt không ổn định, công tác chuẩn bị liệu cần thiết Biện pháp chung hồ quặng tính tốn phối liệu lị cao phải đảm bảo cho tỷ lệ Mn/Fe; P/Fe thích hợp hàm lƣợng Fe; SiO2; Al2O3 có độ dao động khơng đƣợc q 0,5% 1.2.2 Tính hồn ngun quặng sắt Trong luyện gang lị cao, tính hồn ngun quặng định hiệu suất tiêu hao nhiên liệu suất lị cao Tính hồn ngun quặng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật lị lớn Tính hồn ngun quặng phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc khoáng chất, độ xốp quặng cần phải nghiên cứu chi tiết 1.2.3 Nhiệt độ biến mềm khoảng biến mềm Tính biến mềm quặng định trắc đồ lò cao, nhiệt độ bắt đầu biến mềm khoảng biến mềm quặng ảnh hƣởng đến độ thơng khí cột vật liệu lò, ảnh hƣởng đến trình tạo xỉ mức độ hồn ngun gián tiếp vật liệu phụ Tính biến mềm quặng ln phù hợp với khí động học lị nên tiết kiệm đƣợc nhiên liệu nâng cao suất lị cao ngƣợc lại Tính biến mềm phụ thuộc vào cấu trúc thành phần khoáng vật quặng Ngoài tiêu tiêu độ xốp, độ bền, tỷ trọng hàm lƣợng nƣớc hyđrat quặng có ảnh hƣởng đến q trình luyện gang hiệu kinh tế luyện gang lò cao 1.3 Đặc điểm nguồn nguyên liệu quặng sắt Cao Bằng Kết điều tra, tìm kiếm, đánh giá thăm dị xác định đƣợc mỏ khống, 17 biểu khoáng sản Các thành tạo magma thuộc phức hệ Cao Bằng có thành phần gabro, congadiabas, granophyr Các thân quặng nằm đới tiếp xúc đá vôi với đá xâm nhập, xa ranh giới tiếp xúc thân quặng Thân quặng chủ yếu dạng ổ, thấu kính dài từ 100÷500m, rộng 20÷70m độ sâu thành tạo thân quặng từ 100÷200m, lớn 300m (mỏ Nà Rụa), bề dày thân quặng từ 1÷25m, ổ lớn có bề dày 30÷50m Mỗi mỏ có từ đến thân quặng Quặng có cấu tạo dạng khối, đặc sít với thành phần ma-nhê-tít với hàm lƣợng sắt đạt từ 55% đến 70% Với tài ngun khống sản có Cao Bằng (Bảng 1.1) đẩy mạnh điều kiện để ngành công nghiệp khai thác chế biến khoáng sản trở thành ngành mũi nhọn phát triển kinh tế tỉnh nhà Việc chế biến quặng sắt Cao Bằng đƣợc tiến hành từ lâu nhiên mức độ cịn hạn chế Cơng nghiệp gang thép Cao Bằng cho thấy có lợi nguyên liệu quặng sắt, trợ dung đá vôi dolomi Tuy nhiên cịn phụ thuộc vào bên ngồi thiết bị, than cốc, công nghệ Hiện địa bàn tỉnh Cao Bằng có 06 sở luyện gang sản xuất sắt xốp Các lò cao luyện gang phần lớn lị cao nhỏ (Bảng 1.2) Trình độ công nghệ không đồng sở sản xuất làm chất lƣợng sản phẩm chƣa cao chủng loại Với tiềm khống sản có tình hình ngành cơng nghiệp chế biến khống sản cịn gặp nhiều khó khăn đặc biệt cơng nghệ nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt Cao Bằng Bảng 1.1 Thống kê trữ lượng tài nguyên khoáng sản quặng sắt tỉnh Cao Bằng (Nguồn: Báo cáo tổng kết đánh giá trình độ cơng nghệ chế biến khống sản kim loại tỉnh Cao Bằng Viện khoa học công nghệ mỏ-luyện kim) TT 10 11 12 13 14 15 16 17 Mỏ khoáng, BHKS Nà Rụa Quốc Khánh Nà Lủng Ngƣờm Cháng Bó Nình Bản Chang Boong Quang Tà Phình Cao Lù Khuổi Tơng Lũng Lng Bó Lếch Làng Chạng Bản Nùng Bản Ho Nà Mè -Hào Lịch Khuổi Mạn Tổng Trữ lƣợng (tấn) 121 (A+B) 122 (C1) 2.849.503 13.858.033 667.000 769.800 880.000 1.085.640 Tài nguyên dự báo (tấn) 333 C2 334a (P1) 2.020.818 1.019.000 940.860 600.000 86.000 1.009.497 320.650 18.728.354 20.000 3.579.000 2.796.300 600.000 86.000 2.900.000 600.000 1.074.600 1.1142.091 3.048.576 949.572 700.000 6.700.000 500.000 1.009.497 350.650 17.228.748 44.754.190 20.000 1013.000 2.900.000 600.000 1.074.600 1.142.091 3.048.576 949.572 700.000 6.700.000 500.000 4.286.303 15.823.673 7.416.450 Tổng TL TNDB (tấn) Cho đến chƣa có cơng trình nghiên cứu nguồn quặng sắt tỉnh Cao Bằng Vấn đề nghiên cứu đặc trƣng khống vật, quy trình làm giàu tính chất hồn ngun quặng sắt cần đƣợc thực mang ý nghĩa khoa học thực tiễn Đặc biệt nhà máy sản xuất sắt xốp MIREX đƣợc đầu tƣ xây dựng dựa quy trình cơng nghệ sử dụng than làm chất hồn ngun Cơng nghệ đơn giản nhƣng có nhiều vấn đề nảy sinh mức độ ổn định vận hành chất lƣợng sắt xốp Chất lƣợng sắt xốp cần đƣợc nghiên cứu đánh giá kỹ lƣỡng để cung cấp cho khâu luyện gang luyện thép Nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt giúp cho các sở chế biến quặng sắt sử dụng cơng nghệ luyện gang lị cao đƣa đƣợc quy trình cơng nghệ sản xuất tối ƣu nhằm giảm chi phí nguyên liệu đầu vào Bảng 1.2 Thống kê tình hình chế biến quặng sắt sở sản xuất địa bàn tỉnh Cao Bằng (Nguồn: Báo cáo tổng kết ngành Công Thương năm 2019) Tên dự án STT - Lị cao luyện gang xã Chu Trinh; - Cty Khống sản Xây dựng Sản phẩm tấn/năm 40000 Hiện trạng dự án Sản xuất không liên tục, nguyên liệu cân đối đảm bảo cho sản xuất 30-4 16 năm - Lò cao luyện gang Bản Gủn; - Cơng ty Cổ phần chế biến khống sản Cao Sơn Hà 54000 Sản xuất không liên tục, ngừng sản xuất Nguyên liệu cân đối đảm bảo cho sản xuất 16 năm 45000 Đã xây dựng xong nhà xƣởng nhập đƣợc 13 hạng mục thiết bị Dự án chế biến gang cầu; Khu kinh tế cửa Tà Lùng; - Công ty TNHH Thiên Phú - Nhà máy sản xuất sắt xốp MIREX; - Công ty Cổ phần Khoáng sản Luyện kim Việt Nam; 200000 sắt xốp & phôi thép hợp kim - Khu liên hợp gang thép Cao Bằng, lò cao 179m3; - Công ty cổ phần gang thép Cao Bằng - Lò sản xuất sắt - Doanh nghiệp tƣ nhân đúc Toàn xốp Hƣng; Km 10; xã Chu Trinh, - Lị luyện thép huyện Hồ An trung tần 1,5 - Sản lƣợng 221.600 Nhà máy vào chạy thử dây chuyền sắt xốp từ 5/2010, hoàn thiện Cơng nghệ Đang hoạt động Sản phẩm phôi thép Đang hoạt động; sản phẩm sắt xốp chi tiết đúc 1.4 Đặc điểm nguồn quặng sắt chọn làm đối tượng nghiên cứu luận án Mỏ sắt Nà Rụa, nằm phía tây tây nam thành phố Cao Bằng thuộc Công ty cổ phần Gang thép Cao Bằng có Giấy phép khai thác khoáng sản số 1271/GPBTNMT ngày 30 tháng năm 2011 Công suất khai thác 350.000 tấn/năm Mỏ gồm thấu kính quặng, với quy mơ trữ lƣợng tài nguyên dự báo cấp 121, cấp 122 cấp 333, với tổng trữ lƣợng 18 triệu Mỏ sắt Nà Rụa đƣợc dùng làm nguồn nguyên liệu cho lị cao 179 m3 cơng ty cổ phần Gang thép Cao Bằng Các đánh giá thăm dò cho thấy quặng sắt Nà Rụa có nhiều điểm tƣơng đồng với mỏ khoáng sản biểu khoáng sản địa bàn tỉnh Quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng đƣợc chọn làm đối tƣợng nghiên cứu luận án 1.5 Các nghiên cứu hoàn nguyên quặng sắt Nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt nghiên cứu trình xử lý quặng sắt hay ô-xít sắt dạng khác tự nhiên để thu đƣợc sắt Các phƣơng pháp sản xuất ngành luyện kim gồm sản xuất truyền thống phi truyền thống Trong phƣơng pháp truyền thống sử dụng lị cao để luyện thành gang sau luyện thành thép Phƣơng pháp phi truyền thống quặng sắt đƣợc hoàn nguyên trực tiếp cacbon rắn hoàn nguyên gián tiếp hỗn hợp H2+ CO hỗn hợp khí CO + H2 để nhận đƣợc sắt xốp Ƣu điểm phƣơng pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng không sử dụng cốc, sản phẩm sắt xốp nguyên liệu đầu vào cho trình luyện thép chất lƣợng cao Các nghiên cứu quặng sắt nhƣ tính hồn ngun, ảnh hƣởng yếu tố nhƣ cỡ hạt, độ xốp, độ kiềm đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm [31-35] 1.5.1 Các nghiên cứu nước Ngành sản xuất gang nƣớc ta năm 1963, công ty gang thép Thái Nguyên gồm hai máy thiêu kết 18 m2, lị cao 100 m3, cơng suất thiết kế 150.000 tấn/năm Đến ngành công nghiệp luyện kim nƣớc ta phát triển nhiều tỉnh thành nƣớc với lị cao có dung tích từ 22 m3 đến 4350 m3 Bên 10 vị trí phổ 6, cho thấy có hình thành pha sắt kim loại, vu-tít pha ơ-xít liên SiO2 (Fayalit), Al2O3, CaO, MgO (a) (b) 03 04 05 06 (c) (d) 02 01 07 08 Hình 4.45 Các vị trí lấy phổ EDX mẫu quặng viên (a, c) P500, 57% R (b, d) P1200, 51% R hoàn nguyên 80% khí CO 1000 °C 20 phút Bảng 4.7 Thành phần nguyên tố từ phổ EDX vị trí Hình 4.45 Vị trí phổ Thành phần nguyên tố, % nguyên tử O Fe Si Al Ca Khác 01 40,74 57,61 0,89 0,49 0,27 - Fe, FeO, Fayalit, ơ-xít khác 02 59,71 38,82 1,02 - 0,45 - Fe3O4, CaO, SiO2 03 47,9 47,73 3,89 - 0,48 - Fe, FeO, Fayalit, ơ-xít khác 04 51,15 38,28 6,89 3,10 0,34 K: 0,23 FeO, Fayalit, ô-xít khác 05 48,47 42,95 5,62 1,05 0,97 Mg: 0,95 FeO, Fayalit, ơ-xít khác 06 48,00 36,09 10,21 2,09 2,05 Mg: 1,59 FeO, Fayalit, ơ-xít khác 07 41,76 52,14 4,00 1,43 0,66 - Fe, FeO, Fayalit, ơ-xít khác 08 53,94 32,16 7,70 3,61 1,26 Mg: 1,13 Fe3O4, SiO2, CaO, Al2O3, MgO Dự đo n pha 107 Quan sát hình thái tổ chức mặt vỡ mẫu sau hoàn nguyên R% 39% hiển vi điện tử quét (Hình 4.46 Hình 4.47) mẫu quặng viên P1200 hoàn nguyên các-bon rắn Mẫu sau hồn ngun với R = 39% có cấu trúc xốp đặc trƣng (Hình 4.47 a-b), râu sắt bắt đầu hình thành Hình 4.46 (c-d), kết phù hợp với kết phân tích thành phần pha nhiễu xạ rơnghen (Hình 4.34b) (a) (b) (c) (d) Hình 4.46 Ảnh SEM mẫu P1200 mức độ hoàn nguyên 39%R Bảng 4.8 bảng tổng hợp thành phần nguyên tố vị trí Hình 4.46 Hình 4.47 Tỷ lệ nguyên tử Fe O cho thấy vị trí phổ 004, phổ 005 phổ 011 Fe kim loại Các vị trí phổ 001 phổ 002 hạt ơ-xít sắt FeO Hạt vị trí phổ 003 ơ-xít Fe2O3 vị trí phổ 013 Fe3O4 108 Hình 4.47 Các vị trí lấy phổ EDX mẫu P1200 hoàn nguyên R = 39% Bảng 4.8 Thành phần nguyên tố từ phổ EDX vị trí Hình 4.47 Thành phần ngun tố, % nguyên tử Dự đo n pha Phổ O Fe Si S Ca Al 001 50,28 48,53 0,44 - - 0,75 FeO 002 45,14 46 5,08 - 1,27 2,52 FeO 003 53,73 34,55 7,83 0,99 2,90 Fe2O3 004 4,30 89,03 0,87 4,03 - 0,31 Fe 005 9,51 86,65 1,93 4,03 1,03 0,88 Fe 011 9,03 87,88 0,95 1,24 0,35 0,54 Râu sắt 013 49,99 41,56 4,47 0,58 3,40 Fe3O4 Hình 4.48 Hình 4.49 ảnh tổ chức tế vi mẫu R% đạt 60% 64% mẫu quặng viên P1200 P500 Từ ảnh hiển vi điện tử cho thấy mẫu sau hồn ngun có độ xốp cao Hình 4.48 (a) Hình 4.49 (a) Mẫu hồn ngun từ quặng viên nung ơ-xy hóa 500 °C có độ xốp cao so với quặng viên nung ơ-xy hóa 109 nhiệt độ 1200 °C Mẫu mức hoàn nguyên R = 60 % lƣợng râu sắt đƣợc hình thành có mật độ cao so với mức độ hồn ngun R = 39% (Hình 4.46) Hình 4.50 biểu thị mật độ rỗ xốp thơng qua mặt cắt mẫu quặng viên P1200 P500 sau hoàn nguyên các-bon rắn 1050 °C 90 phút Các pha màu trắng đặc trƣng cho sắt kim loại, pha xám đặc trƣng cho ơ-xít pha tối màu đen đặc trƣng cho lỗ xốp Việc phân tích lỗ xốp đƣợc thực phần mềm xử lý hình ảnh ImageJ [73] Kết phân tích mật độ xốp từ ảnh mặt cắt quặng viên cho thấy mật độ xốp mẫu P1200 3,38% P500 14,35% (a) (b) (c) (d) Hình 4.48 Ảnh SEM mẫu P1200 mức độ hoàn nguyên 60% R phút (a, c) rìa ngồi (b,d) phần bên mẫu 110 (a) (b) (c) (d) Hình 4.49 Ảnh SEM mẫu P500 mức độ hoàn nguyên 64% R (a, c) rìa ngồi (b,d) phần bên mẫu 111 (a) (a) (c) Mật độ rỗ xốp: 14.35% (d) Mật độ rỗ xốp: 3.38% Hình 4.50 Mật độ rỗ xốp của mẫu hoàn nguyên 1050 °C 90 phút mẫu quặng viên (a, c) P1200 (b, d) P500 4.6 Kết luận chương  Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ, hàm lƣợng CO các-bon rắn viên quặng Nà Rụa Cao Bằng cho thấy diễn biến trình hồn ngun quặng viên P1200 P500 có xu hƣớng, mức độ hoàn nguyên tăng tăng nhiệt độ tăng thời gian hoàn nguyên  Với quặng viên, số tốc độ phản ứng tăng hàm lƣợng khí CO tăng từ 60 đến 100% nhiệt tăng độ từ 900 đến 1100 °C  Với quặng viên, sử dụng bon rắn làm chất hoàn nguyên, số tốc độ tăng nhiệt độ tăng từ 900 đến 1100 °C  Hằng số tốc độ mẫu quặng viên sử dụng bon rắn hoàn nguyên nhỏ mấu quặng viên sử dụng CO làm chất hoàn nguyên  Động học phản ứng hồn ngun tn theo mơ hình phản ứng khuếch tán tổng thể 112  Năng lƣợng hoạt hóa của hệ P1200 tăng từ 31.62 đến 38.79 kJ/mol hàm lƣợng khí CO tăng từ 60 lên 100%, với mẫu P500 xu hƣớng ngƣợc lại Đối với mẫu P1200, lƣợng hoạt hóa tăng nghĩa trở lực trình tăng tăng hàm lƣợng khí hồn ngun CO Ngun nhân hệ P1200 có diện tích bề mặt = 0,119 m2/g nhỏ 17.4 lần so với quặng viên P500 có diện tích bề mặt 3.469 m2/g nên q trình vận chuyển sản phẩm phản ứng phía ngồi lớp sắt bề mặt đến mơi trƣờng bên ngồi (trở kháng màng khí) lớn tăng hàm lƣợng CO Giá trị lƣợng hoạt hóa hệ quặng viên P1200 P500 hoàn nguyên các-bon rắn tƣơng ứng 106.33 kJ/mol 152.12 kJ/mol cao nhiều so với hồn ngun khí CO  Kết phân tích pha từ phân tích nhiễu xạ rơnghen cho thấy pha fayalite (2FeO.SiO2 hay Fe2SiO4) hình thành sớm mẫu hoàn nguyên từ 60, 80 100% CO nhiệt độ 1100 °C sau 20 phút hoàn nguyên (tƣơng đƣơng mức độ hoàn nguyên từ 30%) Trong với mẫu hoàn nguyên bon rắn pha hình thành mức độ hồn ngun từ 39%  Sự hình thành tồn pha ơ-xýt đƣợc kiểm chứng kết chụp ảnh SEM phổ EDX, cho thấy q trình hồn ngun nhiều bƣớc xuất song song Fe2O3  Fe3O4, Fe3O4  FeO FeOFe mẫu hồn ngun có R = 39% bon rắn 113 KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN ÁN Tính chất quặng sắt quặng cầu viên Nà Rụa Cao Bằng  Qua nghiên cứu xác định đƣợc quặng sắt Nà Rụa thuộc loại quặng ma-nhêtít, có thành phần khống học: Fe3O4: 58 – 60%; Fe2O3: 20 – 21%, hàm lƣợng sắt đạt TFe: 65,84%  Quặng sắt ma-nhê-tít Nà Rụa Cao Bằng có kích thƣớc hạt ≤ 0,25 mm đƣợc tạo viên dạng cầu có đƣờng kính (12÷14) mm sau sấy nung ơ-xy hóa nhiệt độ từ 500 đến 1200 °C với thời gian giữ nhiệt h h, nhiệt độ 900 °C chuyển hóa hồn tồn thành ê-ma-tít (Fe2O3)  Quặng viên nung ô-xy hóa 1200 °C h đạt đƣợc tính lớn với độ bền nén 317,9 kg/viên thỏa mãn yêu cầu công nghiệp làm nguyên liệu phục vụ cho q trình luyện gang lị cao ( 250 kg/viên)  Nhiệt độ biến mềm quặng giảm từ 1161 xuống 1149 oC phối trộn với hàm lƣợng các-bon rắn từ 0% tăng lên 20%  Quặng viên nung ơ-xy hóa 500 oC có độ bền nén tƣơng đối thấp khoảng 6,8 kg/viên nhƣng lại có diện tích bề mặt cao mẫu viên nung ơ-xy hóa 1200 °C h nên khả khuếch tán chất khí hồn ngun thuận lợi Tính chất hồn ngun quặng cầu viên Nà Rụa Cao Bằng với khí CO các-bon rắn Mẫu quặng viên P1200 có mức hồn ngun cao 96 % 90 phút (nhiệt độ 1100 oC hàm lƣợng khí CO 100%), mẫu quặng viên P500 có mức hồn ngun đạt 100 % 900o sau 68 phút Sử dụng các-bon rắn làm chất hoàn nguyên, mức độ hoàn nguyên 1100 oC đạt 90% mẫu P500, đạt gần 100% mẫu P1200 Hằng số tốc độ phản ứng tăng tăng nhiêt độ hoàn nguyên hàm lƣợng khí CO mẫu P1200 P500 Hằng số tốc độ phản ứng có giá trị cao 0.0097 0.0034 quặng P1200 P500 (khí hồn ngun 100%CO - 114 nhiệt độ 1100 oC) Hằng số tốc độ phản ứng hoàn nguyên các-bon rắn mẫu P1200 P500 tăng tăng nhiệt độ hoàn nguyên từ 900 đến 1100 oC nhƣng có giá trị thấp so với hồn ngun khí CO Đối với mẫu P1200 P500 nhiệt độ hoàn nguyên, hàm lƣợng khí CO tăng (từ 60 đến 100 %) số tốc độ phản ứng trình khuếch tán qua lớp sản phẩm khử ê-ma-tít thành sắt (theo mơ hình toán học  f  (1  f )2/3  kt ) nhỏ so với số tốc độ phản ứng lõi co khử vu tít sắt (theo mơ hình 13 tốn học  (1  f )  kt ) Tốc độ phản ứng khuếch tán qua lớp sản phẩm nhỏ định trình phản ứng Năng lƣợng hoạt hóa của hệ P1200 tăng từ 31.62 đến 38.79 kJ/mol hàm lƣợng khí CO tăng từ 60 lên 100%, với mẫu P500 xu hƣớng ngƣợc lại mẫu P1200 Giá trị lƣợng hoạt hóa hệ quặng viên P1200 P500 hồn ngun các-bon rắn tƣơng ứng 106.33 kJ/mol 152.12 kJ/mol cao nhiều so với hồn ngun khí CO Khi hàm lƣợng khí CO tăng từ 60-100 %, phản ứng hồn ngun từ ê-ma-tít thành sắt kim loại đƣợc diễn nhanh Tỷ phần khối lƣợng pha sắt cao 90% 85% mẫu P1200 P500 (thời gian hoàn nguyên 90 phút hàm lƣợng khí CO 100%) Hồn ngun các-bon rắn, với mẫu P1200 mức độ hoàn nguyên cao R = 95%, pha sắt kim loại chiếm 97% 3% vutít Mẫu P500 mức độ hoàn nguyên cao R = 96%, pha sắt kim loại chiếm gần 96% 4% pha vu-tít 115 KIẾN NGHỊ VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG  Quặng viên đƣợc nung rắn nhiệt độ 1200 °C 2h đạt tính cao, tính ổn định nhiệt tốt Q trình nung rắn nhiệt độ cao làm trình chuyển biến hồn tồn thành ê-ma-tít (Fe2O3) thuận lợi cho q trình hồn ngun Với đặc tính quặng viên đƣợc đề xuất làm nguyên liệu cho lò cao Việc chế tạo quặng viên phải tuân theo quy trình đƣợc đề xuất luận án  Kết tính tốn lƣợng hoạt hóa nghiên cứu luận án giúp cho việc lựa chọn công nghệ phù hợp loại quặng tùy theo mục đích sử dụng Mẫu P500 có giá trị lƣợng hoạt hóa thấp so với mẫu P1200 hồn ngun khí CO điều kiện nên lựa chọn tối ƣu cho công nghệ sản xuất sắt xốp + Đối với chất hoàn nguyên các-bon rắn, khơng khuyến khích sử dụng loại chất hồn nguyên các-bon rắn cho mẫu viên P500 + Trƣờng hợp, sử dụng chất hoàn nguyên các-bon rắn Nguyên liệu ban đầu quặng sắt man-nhê-tít cần nung ơ-xy hóa 1200 oC để chuyển biến hồn tồn thành ê- ma tít  Từ kết phân tích, đánh giá, luận án giải đƣợc nội dung mục tiêu ban đầu đề Kết thu đƣợc từ nghiên cứu làm sáng tỏ vấn đề thực tế sản xuất sở chế biến quặng sắt Cao Bằng Luận án đƣa kiến nghị cho việc sử dụng nguyên liệu đầu vào cho công nghệ phù hợp qua kết nghiên cứu đánh giá Những đóng góp từ tốn mơ hình động học đƣa tốn tối ƣu việc lựa chọn cơng nghệ sản xuất 116 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyễn Sơn Lâm, Bùi Anh Hòa, Nguyễn Thanh Hồn (2015), “Nghiên cứu tính chất hồn ngun gián tiếp khí CO với quặng sắt Ma-nhê-tít Nà Rụa Cao Bằng”, Tạp chí Hóa học (ISSN 0866-7144) 3e12(53), trang 144147 Nguyễn Sơn Lâm, Bùi Anh Hòa, Nguyễn Thanh Hồn (2015), “Nghiên cứu đặc tính nguồn ngun liệu quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng”, Tạp chí Hóa học (ISSN 0866-7144) 3e12(53), trang 258-261 Nguyen Thanh Hoan, Bui Anh Hoa and Nguyen Son Lam (2015), “Indirect reduction of iron oxide by CO gas”, The 13th Asian Foundry Congress (AFC13), Hanoi, Vietnam (ISBN: 978-604-938-550-6), pp 153-156 Nguyen Thanh Hoan, Bui Anh Hoa and Nguyen Son Lam (2018), “Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian nung đến cấu trúc chất lượng quặng viên Nà Rụa, Cao Bằng”, Tạp chí khoa học cơng nghệ kim loại (ISSN: 18594344) số 79, trang 35-40 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO Glenn A Waychunas (1991), "Chapter Crystal Chemistry of Oxides and Oxihydroxides " in Volume 25: Oxide Minerals: Petrologic and Magnetic Significance R M Cornell and U Scwertman (2006), "The Iron Oxides, Structure, Properties, Reactions, Occurrences and Use" Wiley-VCH, Weinheim, Germay Ahindra Ghosh and Amit Chatterjee (2008), "Ironmaking and steelmaking : theory and practice" New Delhi-110001: : PHI Learning Privated Limited M Geerdes, R Chaigneau, I Kurunov, O Lingiardi, and J Ricketts (2015), "Modern Blast Furnace Ironmaking: An Introduction" 3rd ed.: IOS Press Redfern Simon A T (1995); "Maual of mineralogy (After James D Dana), 21st edn, by C Klein and C S Hurlbut Jr, Wiley, New York, 1993 No of pages: 681 ISBN 0471535605" Geological Journal, 30(1): pp 84-85 W.A Deer, R.A Howie, and J Zussma (1996), "An Introduction to the Rock-Forming Minerals" 2nd Edition ed Cornelis Klein (2002), "THE 22ND EDITION OF THE MAUAL OF MINERAL SCIENCE" John Wiley & Sons, Inc., New York Verein Deutscher Eisenhuttenleute (ed.) (1973), "Grundlagen des Hochofenverfahrens" Verlag Stahleisen mbH, Dusseldorf Bùi Văn Mƣu, Nguyễn Văn Hiền, Phan Kế Bính, and Trƣơng Ngọc Thận (2006), "Lý thuyết trình luyện kim" Nhà xuất khoa học kỹ thuật 10 A Babich, D Senk, H W Gudenau, and K Th Mavrommatis (2008), "Ironmaking " RWTH Aachen University, Aachen: Verlagsgruppe Mainz 11 PGS.TS Phạm Kim Đĩnh and PGS.TS Lê Xuân Khuông (2016), "Nhiệt Động Học Và Động Học Ứng Dụng" Nhà Xuất Bản Khoa học kỹ thuật 12 Anil Kumar Biswas (1984), "Principles of Blast Furnace Ironmaking: Theory and Practice" 1/1, Meredith Street, Calcutta-100072, India: SBA PUBLICATIONS 13 Nguyễn Hồng Hải (2006) "Cơ sở lý thuyết q trình đơng đặc số ứng dụng" Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 14 GS TS Nguyễn Khắc Xƣơng (chủ biên) (2016), "Vật liệu kỹ thuật (chế tạo, cấu trúc, tính chất, lựa chọn ứng dụng)" Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội 15 R.K Rajput (2006), "Engineering Materials and Metallurgy" Chand (S.) & Co Ltd, India 16 D Neuschutz and N Towhidi "1970" Arch Eisenhuttenwes, 41: pp 421 – 426 17 L Zhang (1994), "Mathematische Modelle der Schmelzreduktion von Eisenerz und des Vorheizens von Schrott im Gegenstrom", Thesis Technische Universitat Berlin: Berlin 18 S Eketorp (1971) in Proceedings of the Meeting "Alternative Routes to Steel" London 1971: The Iron and Steel Institute 19 Roller P.W (1986); "The Theoretical Volume Decrease on Reduction of Hematite to Ma-nhê-tít e" Transaction ISIJ, 26(9): pp 834-835 20 Yasushi Sasaki, M Bahgat, Maabu Iguchi, and Kuniyoshi Ishii (2005); "The Preferable Growth Direction of Iron Nuclei on Wüstite Surface during Reduction" ISIJ International, 45(8): pp 1077-1083 21 K K Prasad and Hem Shankar Ray (2009), "Advances in Rotary Kiln Sponge Iron Plant" New Age International 22 R.C Gupta (2010), "Theory and laboratory experiments in ferrous metallurgy" New Delhi-110001: PHI Learning Privated Limited 23 Amit Chatterjee (2012), "Sponge Iron Production by Direct Reduction of Iron Oxide" 2nd edition ed 118 24 AMIT CHATTERJEE (2012), "Hot Metal Production by Smelting Reduction of Iron Oxide" 2nd edition ed.: PHI Learning 25 ARABINDA SARANGI and BIDYAPATI SARANGI (2015), "Alternative Routes to Iron Making" 2n edition ed.: PHI Learning 26 L v Bogdandy and H J Engell (1967), "Die Reduktion derEisenerze" Berlin/Verlag Stahleisen mbH, Dusseldorf: Springer Verlag 27 D Neuschütz and N Towhidi (1970); "Kinetik des Sauerstoffabbaus aus Wüstit innerhalb seines Homogenitätsbereichs und bei beginnender Eisenausscheidung" Archiv für das Eisenhüttenwesen, 41(5): pp 421-426 28 R B Bird, W E Stuart, and E N Lightfoot (1960), "Transport Phenomena" New York: John Wiley & Sons 29 R Jeschar (1967); Arch Eisenhüttenw: pp 663-667 30 D Papanastassiou and G Bitsianes (1973); "Modelling of heterogeneous gas-solid reactions" Metallurgical Transactions, 4(2): pp 477-486 31 Bùi Văn Mƣu and Phạm Ngọc Diệu Quỳnh (2005); "Nghiên cứu tính chất luyện kim quặng mahetit Thạch Kê" Tạp chí Khoa học & Công nghệ, 51 32 Phạm Ngọc Diệu Quỳnh, Bùi Văn Mƣu, and Nguyễn Phùng Cầu (2005); "Nghiên cứu khả khử kẽm quặng mahetit Thạch kê chứa than antraxit Việt Nam phương pháp vê viên kim loại hóa" Tạp chí Khoa học cơng nghệ, 63(6) 33 Phan Hoang Linh, Hoang Thi Phuong Loan, Bui Thi Tu Anh, Phung Van Mah, Nguyen Huu Dong, Le Hong Thang, Nguyen Quang Tung, Nguyen Thi Hoang Oanh, Pham Ngoc Dieu Quynh, and Nguyen Hoang Viet (2017) "Reduction and swelling of iron ore pellets by A3 coal" in Hội nghị Vật liệu Công nghệ Nano Tiên tiếnWANN2017 Hanoi, Vietnam: Bachkhoa Publishing housse; ISBN: 978-604-95-02989 34 Nguyen Hoang Viet, Pham Ngoc Dieu Quynh, and Nguyen Thi Hoang Oanh (2016) "A study on reduction of iron ore pellets in a bed of non-coking coal" in Hội thảo khoa học cấp quốc gia - Luyện kim công nghệ vật liệu (ISBN: 978-604-95-0019-0) Hanoi: Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội 35 Phạm Ngọc Diệu Quỳnh and Nguyễn Hoàng Việt (2011); "Nghiên cứu khả tái xử dụng bã thải trình xử lý nước nhà máy mạ kẽm vào luyện cục quặng sắt" Tạp chí Khoa học cơng nghệ kim loại số, 38: pp 42-46 36 AMIT CHATTERJEE (2010), "Sponge Iron Production by Direct Reduction of Iron Ore" PHI Learning Private limited 37 J.O Edstrom (1953); "The mechanism of reduction of iron oxides" J Iron Steel Inst., 175: pp 289–304 38 E F Mazurov, S M Gnuchev, V S Skripchuk, A A Markin, and E S Lyalin (1964); "Sponge iron as a charge material" Metallurgist, 8(11): pp 602-604 39 H.V Duong and R.F Johnston (01 June 2000); "Kinetics of solid state silica fluxed reduction of chromite with coal" Ironmaking & Steelmaking, 27(3): pp 202-206 40 S P Matthew, T R Cho, and P C Hayes (August 1990); "Mechanisms of porous iron growth on wustite and magnetite during gaseous reduction" 21(4): pp 733-741 41 Damien Wagner, Olivier Devisme, Fabrice Patisson, and Denis Ablitzer (2006); "A laboratory study of the reduction of iron oxides" Sohn International Symposium, 2: pp 111-120 42 Stanley Shuye Sun (1997), "A Study of Kinetics and Mechanisms of Iron Ore Reduction in Ore/Coal Composites" Open Access Dissertations and Theses Paper 3370 43 Kalluraya A S, Ramachandra G K, and Srinivasan T M (2006); "Iron ore pellets as feed to Sponge Iron Plants" Steelworld: pp 17-21 119 44 Arun Kumar Singh (June 2009), "Preparation and characterization of sponge iron MSc Thesis" 45 M B MOURÃO and C TAKANO (2003); "Self-reducing pellets for ironmaking: mechanical behavior" Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 24(34): pp 233-252 46 Srinivas Dwarapudi, T Uma Devi, S Mohan Rao, and Madhu Ranjan (2008); "Influence of Pellet Size on Quality and Microstructure of Iron Ore Pellets" ISIJ International, 48(6): pp 768-776 47 Abraham J B Muwanguzi, Andrey V Karasev, Joseph K Byaruhanga, #xf6, P nsson, #xe4, and r G (2012); "Characterisation of the Physical and Metallurgical Properties of Natural Iron Ore for Iron Production" ISRN Materials Science, 2012: pp 48 Yang Leng (2013), "Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods" 2nd ed.: Wiley-VCH 49 A Cores, A Babich, M Muñiz, A Isidro, S Ferreira, and R Martín (2007); "Iron ores, fluxes and tuyere injected coals used in the blast furnace" Ironmaking & Steelmaking, 34(3): pp 231-240 50 Isabel Galan, Fredrik P Glasser, and Carmen Andrade (2013); "Calcium carbonate decomposition" Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 111(2): pp 1197-1202 51 Mithilesh Kumar, Himashu Baghel, and Saroj Kumar Patel (2013); "Reduction and Swelling of Fired Hematite Iron Ore Pellets by Non-coking Coal Fines for Application in Sponge Ironmaking" Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 34(4): pp 249-267 52 H U Ross (1973), "The Fundamental Aspects of Iron Ore Reduction", in "Symposium on Science and Technology of Sponge Iron and Its Conversion to Steel": CSIR National Metallurgical Laboratory, Jamshedpur 53 J R Wynnyckyj and T Z Fahidy (1974); "Solid state sintering in the induration of iron ore pellets" Metallurgical Transactions, 5(5): pp 991-1000 54 Bodil E Monsen, Edith S Thomassen, Irene Bragstad, Eli Ringdalen, and Per H Hoegaas (2015), "Characterization of DR Pellets for DRI Applications", in "AISTech 2015 Proceedings ", O AISTech 2015 ProceedingsAt: Cleveland, USAVolume: Volume 1, Editor: Cleveland, Ohio, USA 55 D Zhu, J Pan, L Lu, and R J Holmes (2015), "15 - Iron ore pelletization" in Iron Ore, L Lu, Editor, Woodhead Publishing 56 Tekkalakote Umadevi, Naveen Frank Lobo, Sangamesh Desai, Pradipta Chandra Mahapatra, Rameshwar Sah, and Majunath Prabhu (2013); "Optimization of Firing Temperature for Hematite Pellets" ISIJ International, 53(9): pp 1673-1682 57 Gui-su Liu, Vladimir Strezov, John A Lucas, and Louis J Wibberley (2004); "Thermal investigations of direct iron ore reduction with coal" Thermochimica Acta, 410(1): pp 133-140 58 Mohamed Ettabirou, Bernard Dupré, and Charles Gleitzer (1986); "Hematite ore reduction to magnetite with CO/CO2 – kinetics and microstructure" Steel Research, 57(7): pp 306-311 59 kotta Anand babu, karak Swapan kumar, and M Kumar (2017); "Characterization of iron ore pellets with dextrin added organic binders under different time and temperature conditions" IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 178(1): pp 012003 60 Jianwen Yu, Yuexin Han, Yanjun Li, Peng Gao, and Wenbo Li (2017); "Mechanism and Kinetics of the Reduction of Hematite to Magnetite with CO–CO2 in a MicroFluidized Bed" Minerals, 7(11) 120 61 Jagannath Pal, Satadal Ghorai, Maik Ch Goswami, Sukomal Ghosh, Dinabandhu Ghosh, and Debajyoti Bandyopadhyay (2009); "Development of Fluxed Iron Oxide Pellets Strengthened by CO2 Treatment for Use in Basic Oxigen Steel Making" ISIJ International, 49(2): pp 210-219 62 Julian Szekely, James W Evans, and Hong Yong Sohn (1976), "Gas-solid reactions" New York: Academic Press 63 R C Nascimento, M B Mourão, and J D T Capocchi (1999); "Kinetics and catastrophic swelling during reduction of iron ore in carbon bearing pellets" Ironmaking & Steelmaking, 26(3): pp 182-186 64 H E Kissinger (1957); "Reaction Kinetics in Differential Thermal Analysis" Analytical Chemistry, 29(11): pp 1702-1706 65 M Kumar and S K Patel (2009); "ASSESSMENT OF REDUCTION BEHAVIOR OF HEMATITE IRON ORE PELLETS IN COAL FINES FOR APPLICATION IN SPONGE IRONMAKING" Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 30(3): pp 240-259 66 M Kumar, P Mohapatra, and S K Patel (2009); "STUDIES ON THE REDUCTION KINETICS OF HEMATITE IRON ORE PELLETS WITH NONCOKING COALS FOR SPONGE IRON PLANTS" Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 30(4): pp 372-392 67 Sergeĭ Ivanovich Filippov (1975), "The theory of metallurgical processes" Moscow, Russia: MIR 68 J K Wright, K McG Bowling, and A L Morrison (1981); "Reduction of Hematite Pellets with Carbonized Coal in a Static Bed" Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 21(3): pp 149-155 69 Lingyun Yi, Zhucheng Huang, Tao Jiang, Lina Wang, and Tao Qi (2015); "Swelling behavior of iron ore pellet reduced by H2–CO mixtures" Powder Technology, 269: pp 290-295 70 J O Edstrom (1953); "The mechanism of reduction of iron oxides" J Iron Steel Inst.(175): pp 289–304 71 A A El-Geassy, M I Nasr, and M M Hessien (1996); "Effect of Reducing Gas on the Volume Change during Reduction of Iron Oxide Compacts" ISIJ International, 36(6): pp 640-649 72 Haitao Wang and Hong Yong Sohn (2011); "Effects of Firing and Reduction Conditions on Swelling and Iron Whisker Formation during the Reduction of Iron Oxide Compact" ISIJ International, 51(6): pp 906-912 73 José María Mateos Pérez and Javier Pascau (2013), "Image Processing with ImageJ" 121 ... Các nghiên cứu hoàn nguyên quặng sắt Nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt nghiên cứu trình xử lý quặng sắt hay ơ-xít sắt dạng khác tự nhiên để thu đƣợc sắt Các phƣơng pháp sản xuất ngành luyện. .. lƣợng sắt xốp cần đƣợc nghiên cứu đánh giá kỹ lƣỡng để cung cấp cho khâu luyện gang luyện thép Nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt giúp cho các sở chế biến quặng sắt sử dụng cơng nghệ luyện. .. sử dụng quặng sắt Nà Rụa Cao Bằng làm nguyên liệu đầu cho nhà máy sản xuất sắt xốp nhà máy luyện gang lị cao  Các đóng góp luận án Đây cơng trình nghiên cứu tính chất luyện kim quặng sắt Cao