Главная | Обратная связь

Практика получения железного порошка восстановлением оксидов водородом.

Выделяют несколько схем восстановления.

1 вариант. В трубчатых и муфельных печах.

Оксиды железа загружают в лодочки, они проталкиваются через горячую зону печи, охлаждаются в холодильнике, H₂ подаётся в противотоке. Время, необходимое для восстановления, зависит от вида оксида, от размера частиц, толщины слоя в лодочке, температуры, давления, влажности водорода и других факторов. Обычно Т=700-1000°С, время – от 30 мин. до 2-3 часов.

Печь может быть разделена на две зоны:

- 1 зона- 650-700°С

- 2 зона - 700-800°С.

2 вариант. Восстановление в конвейерной печи (P-Iron процесс)

Через муфель идёт бесконечная лента со слоем порошка толщиной около 40 мм с подслоем железа. Т=980-1000°С, большой избыток H₂, время выдержки 4-5 часов, производительность 90-100 кг/час (низкая). Повысить производительность можно увеличив толщину засыпки, но будет затруднена диффузия, следовательно необходима система разрыхления порошка, например, магнитная (так называемый флокс-процесс).При трехкратном избытке водорода получают сравнительно чистый порошок железа при относительно небольшой стоимости передела. Выходящий из печи спек разрушают специальным измельчителем.

3 вариант. Восстановление во вращающейся печи.

Печь имеет трубу из аустенитной нержавеющей стали. Исходное оксидное сырье подается в трубу, водорода подаётся в противотоке. При пересыпании по трубе, периодически встряхиваемый ударами по ней, оксид железа в отдельные моменты времени находится во взвешенном состоянии, что обеспечивает хороший контакт частиц оксидов железа с водородом и исключает припекание частиц. Т=1000±25°С: ниже этой температуры процесс резко замедляется, а повышение ее приводит к снижению стойкости материала вращающейся трубы печи. Так получают порошки для аккумуляторов.

4 вариант. Восстановление в кипящем слое (H-Iron процесс).

Сырьё – рудный концентрат, предварительно обработанный:

- гравитационным обогащением с получением рядового концентрата с 67% Fe

- выделение мелкой фракции и её обогащение – богатый концентрат с 71% Fe

- магнитной сепарацией получают суперконцентрат - 99,7% Fe₃О₄ или 72% Fe

Суперконцентрат помещают во вращающуюся печь и нагревают до 480°С и в токе азота переплавляют в загрузочный бункер, в который затем подают водород под давлением 3,5 МПа. Водород подхватывает мелкие частицы и переносит их вверх реактора, где есть 3 подовых решётки.

Водород, подогретый до 540 ⁰С, под давлением 2,8 МПа нагнетают в нижнюю часть реактора, частицы начинают летать и образуется кипящий слой. Сверху отводится влажный водород и поступает на регенирацию.

Порошок железа из реактора поступает под давлением водорода в разгрузочный шлюз, откуда азотом транспортируется для дальнейшей обработки.

Получаемый порошок железа обладает повышенной пирофорностью, поэтому его отжигают для укрупнения частиц.

Сейчас этот процесс почти не реализуется.