بررسی تاثیر افزودنی های بنتونیت، دولومیت و آهک بر احیاپذیری هماتیت

با توجه به تغییرات مداوم در ترکیب شیمیایی سنگ معادن آهن در ایران و به دنبال آن تغییراتی که در افزودنی های مصرفی در مخلوط مواد به وجود می آید، لزوم تحقیق بر روی تأثیرات انواع افزودنی ها بر فرایند احیا احساس می شود؛ لذا تأثیر مواد افزودنی بر رفتار احیای هماتیت در حضور کربن مورد پژوهش قرار گرفته است. بدین منظور از سه نوع افزودنی بنتونیت، دولومیت و آهک به میزان 1، 3 و 6 درصد وزنی استفاده گردید. پس از عملیات مخلوط سازی، پودرهای مذکور تحت عملیات سینترینگ در دمای 1200 درجه سانتیگراد به مدت زمان 5/1 ساعت قرار داده شد. سپس نمونه ها خرد و دانه بندی گردید. در ادامه پودرهای تهیه شده با درصد مولی مشخص کربن جهت احیا مخلوط سازی گردید و قرص هایی به وزن 5 گرم با نیروی فشردگی ثابت تهیه و تحت اتمسفر خنثی عملیات احیا ایزوترم بر روی آنها انجام گرفت. به منظور مقایسه یک نمونه هماتیت خالص نیز تهیه و در شرایط مختلف مورد آزمون قرار گرفت. عملیات احیا همدما در حضور گرافیت و در سه دمای 850، 925 و 1000 درجه سانتیگراد انجام شد. بررسی های فازی با تفرق اشعه ایکس و بررسی ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز انجام گرفت. یافته های پژوهش نشان می دهد که افزودن بنتونیت باعث کاهش درجه احیا می شود اما افزودن دولومیت تأثیری بر احیاپذیری ندارد. افزودن آهک به هماتیت نیز احیاپذیری را کاهش می دهد ولی نسبت به بنتونیت کاهش در درجه احیا کمتر می باشد. افزایش دما نیز باعث افزایش احیاپذیری می شود به طوری که ماکزیمم درجه احیا برای هماتیت در دمای 850 و 925 درجه سانتیگراد حدود 40 درصد بوده درحالی که در دمای 1000 درجه سانتیگراد احیا برای نمونه هماتیتی و نمونه حاوی دولومیت به 100 درصد می رسد. بررسی تفرق اشعه ایکس از نمونه های آماده شده جهت احیا نشان می دهد که غیر از اکسیدهای آهن فاز دیگری در حضور مواد افزودنی تشکیل نشده و اکسیدهای آهن عمدتاً هماتیتی هستند. بررسی میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز آهن احیا شده و اکسیدهای باقیمانده را نشان می دهد و نتایج حاصل از بررسی های احیاپذیری را تأیید می نماید.