鮞狀赤鐵礦是中國(guó)一種重要的鐵礦資源，已查明資源儲(chǔ)量37.2億t，貴州查明有5億t以上，合理開發(fā)此類礦石資源將會(huì)緩解中國(guó)對(duì)進(jìn)口鐵礦石的依賴。該礦石微觀結(jié)構(gòu)為鮞粒構(gòu)造，在鮞粒之間夾雜著不同的膠結(jié)物質(zhì)，通常由鋁、鎂、鈣、氧元素組成脈石礦物，形狀多呈橢圓狀、圓狀。該礦石主要由赤鐵礦組成，含鐵品位一般在30%~45%之間，赤鐵礦嵌布粒度極細(xì),采用常規(guī)選礦方法達(dá)不到使赤鐵礦與脈石礦物分離的效果。
科研人員在800~1100℃范圍內(nèi)、H2體積分?jǐn)?shù)為99.99％的氣氛條件下，采用氣基直接還原工藝對(duì)貴州鮞狀赤鐵礦進(jìn)行了恒溫還原研究，使用X射線衍射儀和光學(xué)顯微鏡對(duì)還原產(chǎn)物進(jìn)行了表征，通過阿倫尼烏斯公式計(jì)算了還原反應(yīng)的表觀活化能，并采用未反應(yīng)核模型判斷了還原反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。
結(jié)果表明：當(dāng)還原溫度為1100℃，還原時(shí)間為150min，二元堿度為1.0時(shí)，可以獲得金屬化率為91.15％的直接還原產(chǎn)物，原礦中加入CaO促進(jìn)了FeAl2O4和Fe2SiO4的還原，是還原產(chǎn)物金屬化率提高的主要原因。動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明：原礦在900~1100℃的還原過程中受氣體內(nèi)擴(kuò)散控制，其表觀活化能為18.95kJ/mol，并且在典型氣體內(nèi)擴(kuò)散范圍內(nèi)。