[发明专利]一种直接还原铁的快速还原方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种直接还原铁快速还原方法。

背景技术

在传统直接还原铁炼铁过程中，铁粉、还原剂依次成瓦状装于圆柱形容器中，然后置于隧道窑等工业窑炉中焙烧使铁矿石在还原剂一氧化碳作用下失去其中的氧被还原，生产出海绵铁。

反应方程式为：Fe₃O₄+4CO＝3Fe+4CO₂

其过程中一氧化碳CO要通过多次普朗克运动，来还原矿石Fe₃O₄中的氧。还原4cm厚的还原铁约需24小时。

发明内容

针对上述缺点，本发明一种直接还原铁快速还原方法在被还原的铁矿粉中加入由磷酸铵、碱石灰混合制成的催化剂，使还原反应速度加快。

本发明一种直接还原铁快速还原方法，按照以下步骤进行：

(1)将矿粉(Fe₂O₃)中加入催化剂-磷酸铵、碱石灰混合物(500∶1∶20)，在高温(900-1150℃)时磷酸铵与碱石灰反应生成氨气，氨气进而分解出氢气和水蒸气。

(2)氢气与铁矿石发生还原反应生成红热的铁和水(300-900℃)，水又和铁反应生成氧化亚铁(900℃以上)和氢气，使化学反应速度加快数倍。

化学反应式：(NH₄)₃PO₄+Ca(OH)₂＝CaHPO₄+NH₃+H₂O

NH₃----N₂+H₂

Fe₃O₄+H₂-Fe+H₂O

Fe+H₂O----FeO+H₂

本发明一种直接还原铁快速还原方法，只要温度保证就迅速进行，使还原反应速度加快很多倍。从而达到快速还原炼铁的目的。本方法的突出优点是还原速度快，使还原铁的金属化率提高。

优点：同样的条件下，还原反应速度提高5倍，所以产量可以提高五倍，彻底打破还原铁不能大规模生产的瓶颈。

具体实施方式

实施例1将催化剂、还原剂(煤粉)、铁粉按0.3∶1∶98.7混合均匀，按传统装罐方式装料，置于隧道窑中，在1200-1250℃下烧6小时，降温，化验：全铁TFe≥88％，WFe≥90％，金属化率≥93。与传统工艺(烧结48小时)比金属化率提高6％。

实施例2将催化剂、还原剂(煤粉)、铁粉按0.3∶1∶98.7混合均匀，按传统装罐方式装料，置于隧道窑中，在1200-1250℃下烧4小时，降温，化验：全铁TFe≥88％，WFe≥90％，金属化率≥93。与传统工艺(烧结48小时)比金属化率提高6％。以上指标没有改变。说明焙烧时间还可缩短。

实施例3将催化剂、还原剂(煤粉)、铁粉按0.3∶1∶98.7混合均匀，按传统装罐方式装料，将铁粉层厚度由传统的40mm提高到60mm其它条件不变。置于隧道窑中，在1200-1250℃下烧6小时，降温，化验：全铁TFe≥89％，WFe≥91％，金属化率≥95.5。与传统工艺(烧结48小时)比金属化率提高7.5％。