xmlns=“http://www.rsc.org/schema/rscart38Die Reduktion von Eisenerzen mit Wasserstoff gilt als vielversprechende CO2-bahnbrechende Technologie zur Minderung der CO2-Emissionen der Eisen- und Stahlindustrie. Die hochmoderne Herstellung von Eisen und Stahl aus mineralischen Eisencarbonaten (FeCO3) basiert auf der thermischen Zersetzung von FeCO3 in Luft zu Hämatit (Fe2O3), das für die Eisenherstellung geeignet ist. Unser Ansatz besteht darin, FeCO3 direkt mit Wasserstoff zu elementarem Eisen zu reduzieren und die Bildung von Fe2O3 zu vermeiden. Dadurch kann der CO2-Ausstoß um 60% gesenkt werden und es wird bis zu 33% weniger Reduktionsmittel für die Eisenproduktion benötigt. Die Entwicklung umweltfreundlicher Produktionswege muss auf einem grundlegenden Verständnis der Reaktionskinetik und des Reaktionsmechanismus beruhen. Daher wurde Thermogravimetrie verwendet, um die Kinetik der Bildung von Eisen aus mineralischem Eisencarbonat und die damit einhergehende Zersetzung der Zusatzmatrixcarbonate von Calcium, Magnesium und Mangan zu bestimmen. Die isokonversionelle kinetische Analyse nach dem Ozawa-Flynn-Wall–, Kissinger–Akahira-Sunose- und Friedman-Ansatz bestätigt das vorgeschlagene parallele kinetische Modell. Multivariate nichtlineare Regression wurde verwendet, um die geeigneten kinetischen Parameter zu bestimmen. Die Umwandlung von Eisencarbonat zu Eisen kann mit dem zweidimensionalen Avrami-Erofeev-Modell A2 beschrieben werden. Daher wird ein temperaturgesteuerter Keimbildungs- und Diffusionswachstumsmechanismus für die Eisenbildung aus mineralischem Eisencarbonat und Wasserstoff vorgeschlagen. Die Multiparameter-Reaktionsmodelle Cn-X und Bna können verwendet werden, um die begleitende Eisen-, Calciumoxid-, Magnesiumoxid- und Manganoxidbildung ohne Anwendung einer mehrstufigen Kinetik zu beschreiben. Die Multiparameter-Reaktionsmodelle sagen einen Umsatz von über 95% bei 450 °C innerhalb von weniger als 60 Minuten Reaktionszeit voraus. Unvermeidlich wird immer 1 Mol Kohlendioxid emittiert, wenn 1 Mol FeCO3 in Eisen umgewandelt wird. Die katalytische Kohlendioxidhydrierung (CCDH) kann angewendet werden, um unvermeidliche CO2-Emissionen durch chemische Umwandlung in kohlenstoffhaltige Chemikalien mit Mehrwert zu verringern. Daher schlagen wir ein Verfahren vor, das die verbesserte Eisenproduktion durch direkte FeCO3-Reduktion mit CCDH als Folgereaktion kombiniert.