Trên cơ sở tìm hiểu nghiên cứu cơ sở lý thuyết và các công trình nghien cứu trước đây. Nghiên cứu quá trình động học hoàn nguyên ô-xýt sắt bằng C rắn (bằng than phi coke) là có cơ sở và có thể thực hiện tại phòng thí nghiệm “hóa lý luyện kim”, bộ môn Kỹ thuật gang thép, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Đề tài của luận văn: “Nghiên cứu động học quá trình hoàn nguyên của Quặng viên sử dụng than phi coke” được thực hiện với các mục tiêu như sau:
1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phản ứng hoàn nguyên và các mô hình động học quá trình hoàn nguyên đối với vật liệu có độ xốp cao.
2. Xác định mức độ hoàn nguyên của quặng viên bằng than antraxit tại các nhiệt độ hoàn nguyên từ 850 đến 1050°C và sau thời gian hoàn nguyên từ 15, 50, 45, 60, 90 và 120 phút.
3. Xác định các thông số động học của quá trình hoàn nguyên quặng viên đối với các quặng viên kích thước 5, 10 và 15mm:
a. Xác định tốc độ phản ứng.
b. Xác định năng lượng hoạt hóa cho quá trình hoàn nguyên quặng sắt viên bằng than đá.
23
Chương 2. Cơ chế và nhiệt động học của quá trình hoàn nguyên
Động học phản ứng trong quá trình hoàn nguyên quặng sắt liên quan đến tốc độ ô- xýt sắt được chuyển đổi thành sắt kim loại bằng cách loại bỏ ô-xy. Tốc độ một phản ứng hóa học tăng khi nhiệt độ tăng. ì lý do này, động học phản ứng nói chung không phải là một vấn đề quá quan trọng trong lò cao vì lò được vận hành với nhiệt độ cao. Mặt khác, trong quá trình hoàn nguyên trực tiếp (quặng sắt được hoàn nguyên ở trạng thái rắn, nhiệt độ tối đa là thấp hơn nhiệt độ biến mềm và tốc độ phản ứng chậm hơn. Cơ chế hoàn nguyên trực tiếp quặng sắt rất phức tạp bởi vì ô-xýt phải đi qua một chuỗi các bước thay đổi trước khi kết thúc quá trình hoàn nguyên.