Articles

Udržitelné výrobě železa z minerálů železo, vápenatý a vodík – Zelená Chemie (RSC Publishing)

xmlns=“http://www.rsc.org/schema/rscart38redukcí železné rudy s vodík je považován za perspektivní CO2 průlom technologie pro zmírnění emisí CO2 z průmyslu železa a oceli. Nejmodernější výroba železa a oceli z uhličitanů minerálních železa (FeCO3)je založena na tepelném rozkladu FeCO3 ve vzduchu za vzniku hematitu (Fe2O3) vhodného pro výrobu železa. Náš přístup je přímo redukovat FeCO3 vodíkem na elementární železo, vyhnout se tvorbě Fe2O3. V důsledku toho mohou být emise CO2 sníženy o 60% a pro výrobu železa je zapotřebí až o 33% méně redukčního činidla. Vývoj ekologicky šetrných výrobních cest musí být založen na základním pochopení reakční kinetiky a mechanismu. Proto, termogravimetrie byla použita k určení kinetiky tvorby železa z minerálů železo, vápenatý a současně rozklad příslušenství matice uhličitany vápníku, hořčíku, a manganu. Izokonverzní kinetická analýza Podle Ozawa-Flynn-Wall, Kissinger–Akahira-Sunose a Friedmanova přístupu potvrzuje navrhovaný paralelní kinetický model. K určení vhodných kinetických parametrů byla použita vícerozměrná nelineární regrese. Přeměnu uhličitanu železa na železo lze popsat pomocí dvourozměrného avrami-Erofeevova modelu A2. Proto je pro tvorbu železa z uhličitanu minerálního železa a vodíku navržen mechanismus nukleace a difuzního růstu řízený teplotou. Multiparametrické reakční modely Cn-X a Bna lze použít k popisu souběžné tvorby železa, oxidu vápenatého, oxidu hořečnatého a oxidu manganičitého bez použití vícestupňové kinetiky. Multiparametrické reakční modely předpovídají konverzi nad 95% při 450 °C během méně než 60 minut reakční doby. Nevyhnutelně, 1 mol oxidu uhličitého je vždy emitován, když je 1 mol FeCO3 přeměněn na železo. Katalytická hydrogenace oxidu uhličitého (CCDH) může být použita ke snížení nevyhnutelných emisí CO2 chemickou přeměnou na chemikálie obsahující uhlík s přidanou hodnotou. Proto navrhujeme proces, který kombinuje zlepšenou výrobu železa přímou redukcí FeCO3 s CCDH jako následnou reakcí.