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炭酸鉄と水素からの持続可能な鉄生産-グリーンケミストリー(RSC Publishing)

xmlns=”http://www.rsc.org/schema/rscart38水素による鉄鉱石の削減は、鉄鋼業界からのCO2排出量を軽減する 鉱物鉄炭酸塩(Feco3)からの鉄そして鋼鉄の最新式の生産は鉄の生産のために適した赤鉄鉱(Fe2O3)を作り出す空気のFeco3の熱分解に基づいています。 私たちのアプローチは、直接Fe2O3の形成を回避し、元素鉄に水素とFeco3を還元することです。 その結果、CO2排出量を60%削減することができ、鉄の生産に必要な還元剤を最大33%削減することができます。 環境に優しい生産経路の開発は、反応速度論とメカニズムの基本的な理解に基づいている必要があります。 したがって、熱重量測定は、ミネラル炭酸鉄からの鉄の形成とカルシウム、マグネシウム、およびマンガンの付属マトリックス炭酸塩の付随分解の速度論を決定するために使用されました。 Ozawa–Flynn–Wall,Kissinger–Akahira–Sunose,Friedmanアプローチによる等変換速度論的解析により,提案した平行速度論的モデルを確認した。 多変量非線形回帰は、適切な速度論的パラメータを決定するために使用されました。 炭酸鉄の鉄への変換は、二次元Avrami-ErofeevモデルA2で記述することができます。 したがって,炭酸鉄と水素からの鉄形成に対して,温度制御された核形成と拡散成長機構が示唆された。 多パラメータ反応モデルC n-XとBnaは,多段階速度論を適用せずに,付随する鉄,酸化カルシウム,酸化マグネシウム,および酸化マンガンの形成を記述するために使用できる。 多変数反作用モデルは95%の上の転換を450°Cで60分以下の反作用時間以内に予測します。 避けられないことに、1モルの二酸化炭素は、1モルのFeco3が鉄に変換されるときに常に放出される。 触媒二酸化炭素水素化(CCDH)は、付加価値炭素含有化学物質への化学変換によって必然的なCO2排出量を減少させるために適用することができます。 したがって、我々はフォローアップ反応としてCCDHと直接Feco3還元を介して改善された鉄生産を組み合わせたプロセスを提案します。