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酒鋼王明華團隊煤基氫冶金理論研究獲重大進展

         關鍵字:煤基氫冶金理論研究     發布時間:2019/9/4     來源:酒鋼集團官網

不通過選礦和燒結工藝,甚至不要焦化工藝,30分鐘就能把鐵礦石在固態下直接還原成金屬化率95%左右的鐵料嗎?日前,酒鋼王明華團隊把這一設想變成了現實?;詿?,王明華團隊在煤基氫冶金理論研究方面實現了重大突破。

王明華團隊的煤基氫冶金研發成果受到北京科技大學、蘭州理工大學、武漢科技大學等多單位的專家、學者高度關注。專家們對王明華團隊的研發成果十分驚喜,認為煤基氫冶金這一發現是世界冶金工業的重要事件,煤基氫冶金理論為短流程煉鐵提供了理論基礎。

根據王明華團隊的多次試驗數據,與傳統的“鐵燒焦”工藝相比,煤基氫冶金工藝流程短、監控點少,水循環及水處理設施規模小,煙氣排放次數少、數量小,減少能耗50%以上,對實現本質節能和本質環保有重大意義。

目前,酒鋼正在建設世界上首套煤基氫冶金中試裝置及配套的干磨干選中試裝置,預計將于今年10月底建成投運。

王明華是酒鋼資源研究團隊的技術帶頭人,在上千次的試驗中,他發現在一定的溫度、空間和時間條件下,由鐵礦石和高揮發分原煤均勻混合組成的混合物會發生以鐵氧化物中的氧元素、煤中的碳元素及氫元素聯合主導的氫冶金過程,而且氧元素、碳元素及氫元素缺一不可。在這個發現的基礎上,王明華提出了煤基氫冶金理論。

王明華認為,在上述實驗過程中,從煤的充分熱解中先行得到H2,以H2還原鐵氧化物產生的H2O做氣化劑氣化C再得到H2,這一系列過程則能夠產生足夠多的H2實現氫冶金過程。同時,煤的充分熱解過程則通過目前成熟的鐵礦石碳冶金直接還原產業化裝置,就可以實現與鐵礦石冶金還原過程在熱態下的高度集成。

現代以高爐為核心的“鐵燒焦”煉鐵主流工藝,本質上是典型的碳冶金工藝,即使用的還原劑和燃料是冶金焦炭。而生產焦炭的過程中,為了提高焦油產率,人們追求的是煤的不充分熱解,而追求煤的充分熱解顯得有些荒唐。正是在反常規的追求煤充分熱解試驗中,王明華團隊有了煤基氫冶金的新發現。

王明華團隊利用酒鋼使用的精礦、原礦,以及含鐵除塵灰、有色火法冶金富鐵廢渣(銅、鎳渣)、有色濕法冶金富鐵廢渣等,進行了氫冶金與碳冶金對比試驗,每次都驗證了兩者之間存在巨大差異,氫冶金試驗結果十分喜人。尤為可喜的是,氫冶金技術一舉攻克了傳統碳冶金在固態下無法解決的鐵橄欖石(硅酸鐵)還原問題。

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