Введение
1 Сера железорудных материалов как неблагоприятный фактор при производстве металлизованного продукта 14
1.1 Анализ предшествующих работ 20
1.1.1 Условия, механизм и кинетика удаления серы при производстве окисленных окатышей 21
1.1.1.1 Диссоциация и окисление сульфидов железа 21
1.1.1.2 Кинетика и механизм окисления сульфидов железа 24
1.1.1.3 Поведение пирита при обжиге железорудного концентрата 30
1.1.1.4 Реакционная диффузия серы, железа, и кислорода при обжиге 36
1.1.1.5 Процессы сульфатизации и разложения сульфатов кальция и магния при обжиге железных руд и офлюсованных шихт 39
1.1.2 Поведение серы при производстве металлизованного продукта 49
1.1.3 Способы очистки газов от сероводорода 53
1.1.3.1 Жидкофазные методы очистки 53
1.1.1.4 Физическая адсорбция сероводорода 54
1.1.1.5 Химическое взаимодействие сероводорода с твердыми поглотителями 55
1.2 Обоснование программы исследований 58
2 Шахтная печь металлизации как объект диссертационного исследования 61
2.1 Схема процесса металлизации 61
2.1.1 Краткое описание технологии "Мидрекс" 61
2.1.2 Цикл восстановительного газа 64
2.2 Исследование газораспределения и температурного поля в слое окатышей в шахтной печи 67
2.2.1 Горизонтальное зондирование 67
2.2.1.1 Методы 67
2.2.1.2 Результаты 69
2.2.2 Распределение температур по высоте печи 70
2.3 Влияние серы смешенного газа на работу реформера 71
3 Исследование поведения серы при обжиге и металлизации окатышей 72
3.1 Термодинамические расчеты процессов образования сероводорода в шахтной печи и взаимодействия его с шихтовыми материалами 72
3.2 Изучение влияния связующих и флюсующих добавок 82
3.2.1 Методы 82
3.2.2 Результаты 84
3.3 Влияние температуры окислительного обжига на степень удаления серы в шахтной печи 92
3.4 Влияние температуры восстановительного газа на степень удаления серы в шахтной печи 94
3.5 Количественная оценка поглощения серы металлизованными окатышами из газа в равновесных условиях 95
3.6 Выбор материала и способа нанесения защитного покрытия 99
3.6.1 Выбор способа нанесения защитного покрытия 99
3.6.2 Выбор материала защитного покрытия 100
3.5.1 Требования к воде защитного покрытия 101
3.7 Описание поведения серы в печи металлизации 102
4 Разработка способов удаления сероводорода из газов установки прямого восстановления 107
4.1 Исследование поглощения сероводорода водным раствором иона трехвалентного железа 107
4.1.1 Методы 108
4.1.2 Результаты 110
4.1.3 Конструктивные особенности способа отмывки газа от сероводорода раствором иона трехвалентного железа
4.2 Изучение поглощения сероводорода металлизованными окатышами
4.2.1 Корзиночные испытания
4.2.1.1 Методы 112
4.2.1.2 Результаты 112
4.2.2 Лабораторные исследования 113
4.2.2.1 Методы 113
4.2.2.2 Результаты 115
4.2.3 Химические реакции в адсорбере 118
4.2.4 Расчет адсорбера 120
4.3 Анализ капитальных и эксплуатационных затрат изученных способов очистки газа от сероводорода 123
Заключение 126
Список используемой литературы 128
Приложения 137
