xmlns= »http://www.rsc.org/schema/rscart38La réduction des minerais de fer avec de l’hydrogène est considérée comme une technologie révolutionnaire prometteuse pour atténuer les émissions de CO2 de l’industrie sidérurgique. La production de pointe de fer et d’acier à partir de carbonates de fer minéraux (FeCO3) est basée sur la décomposition thermique de FeCO3 dans l’air pour produire de l’hématite (Fe2O3) adaptée à la production de fer. Notre approche consiste à réduire directement le FeCO3 avec de l’hydrogène en fer élémentaire, en évitant la formation de Fe2O3. En conséquence, les émissions de CO2 peuvent être réduites de 60% et jusqu’à 33% moins d’agent réducteur est nécessaire pour la production de fer. Le développement de voies de production respectueuses de l’environnement doit être basé sur une compréhension fondamentale de la cinétique et du mécanisme de réaction. Par conséquent, la thermogravimétrie a été utilisée pour déterminer la cinétique de la formation du fer à partir de carbonate de fer minéral et la décomposition concomitante des carbonates de matrice accessoire de calcium, de magnésium et de manganèse. L’analyse cinétique isoconversionale selon l’approche Ozawa–Flynn–Wall, Kissinger–Akahira–Sunose et Friedman confirme le modèle cinétique parallèle proposé. La régression non linéaire multi-variate a été utilisée pour déterminer les paramètres cinétiques appropriés. La conversion du carbonate de fer en fer peut être décrite avec le modèle bidimensionnel Avrami-Erofeev A2. Par conséquent, un mécanisme de nucléation et de croissance diffusionnelle à température contrôlée est suggéré pour la formation de fer à partir de carbonate de fer minéral et d’hydrogène. Les modèles de réaction multiparamètres Cn-X et Bna peuvent être utilisés pour décrire la formation concomitante d’oxyde de fer, d’oxyde de calcium, d’oxyde de magnésium et d’oxyde de manganèse sans appliquer de cinétique en plusieurs étapes. Les modèles de réaction à paramètres multiples prédisent une conversion supérieure à 95% à 450 °C en moins de 60 minutes de temps de réaction. Inévitablement, 1 mole de dioxyde de carbone est toujours émise lorsque 1 mole de FeCO3 est transformée en fer. L’hydrogénation catalytique du dioxyde de carbone (CCDH) peut être appliquée pour réduire les émissions inévitables de CO2 par conversion chimique en produits chimiques contenant du carbone à valeur ajoutée. Par conséquent, nous proposons un procédé qui combine l’amélioration de la production de fer via une réduction directe de FeCO3 avec la CCDH comme réaction de suivi.