Estudio de Cinética sobre la Reducción de Hidrógeno de Pellets Sinterizados de Residuo de Bauxita-Caliza a Alta Temperatura
Autores: Kar, Manish Kumar; Eijk, Casper van der; Safarian, Jafar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Residuo de bauxita
Reducción
Hidrógeno
Pellets sinterizados
Cinética
Temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se investigó la reducción isotérmica de pellets sinterizados de residuo de bauxita-calcita por hidrógeno a temperaturas elevadas y diferentes tasas de flujo de gas. Se aplicó una técnica termogravimétrica para estudiar la cinética de la reducción directa por H2 a 500-1000 grados C. Se observó que el hierro en los pellets de óxido sinterizados existe principalmente en forma de brownmillerita, srebrodolskita y fayalita. La reducción de la brownmillerita, la fase dominante que contiene Fe, con hidrógeno produce mayenita, calcita y hierro metálico. Se adoptaron análisis de difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), fluorescencia de rayos X (XRF), área de superficie BET, picnómetro y porosímetro de intrusión de mercurio en los pellets reducidos para interpretar los resultados experimentales. El orden del proceso de reducción cambia de cinética de reacción de primer orden a segundo orden con un aumento de la temperatura de reducción. El cambio en el orden de reacción puede deberse a la sinterización a temperaturas de reducción más altas y a los correspondientes cambios físicos y microestructurales en los pellets. La energía de activación de la reducción se calculó como 55.1-96.6 kJ/mol en función de las condiciones experimentales y utilizando diferentes ecuaciones de modelos cinéticos. A partir de las observaciones experimentales, se encontró que 1000 grados C durante 60 minutos es la condición más adecuada para la reducción de pellets sinterizados de residuo de bauxita-CaO con hidrógeno.
Descripción
En este estudio, se investigó la reducción isotérmica de pellets sinterizados de residuo de bauxita-calcita por hidrógeno a temperaturas elevadas y diferentes tasas de flujo de gas. Se aplicó una técnica termogravimétrica para estudiar la cinética de la reducción directa por H2 a 500-1000 grados C. Se observó que el hierro en los pellets de óxido sinterizados existe principalmente en forma de brownmillerita, srebrodolskita y fayalita. La reducción de la brownmillerita, la fase dominante que contiene Fe, con hidrógeno produce mayenita, calcita y hierro metálico. Se adoptaron análisis de difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), fluorescencia de rayos X (XRF), área de superficie BET, picnómetro y porosímetro de intrusión de mercurio en los pellets reducidos para interpretar los resultados experimentales. El orden del proceso de reducción cambia de cinética de reacción de primer orden a segundo orden con un aumento de la temperatura de reducción. El cambio en el orden de reacción puede deberse a la sinterización a temperaturas de reducción más altas y a los correspondientes cambios físicos y microestructurales en los pellets. La energía de activación de la reducción se calculó como 55.1-96.6 kJ/mol en función de las condiciones experimentales y utilizando diferentes ecuaciones de modelos cinéticos. A partir de las observaciones experimentales, se encontró que 1000 grados C durante 60 minutos es la condición más adecuada para la reducción de pellets sinterizados de residuo de bauxita-CaO con hidrógeno.