的中屯、位置，将氧化侣炉塞置于合适位置，保持两导线不接触，从一端引 出，连接于VMP-2电化学工作站。将管式炉升溫达到预定溫度时，检测其阻抗值。接着打开化 氨气发生器、氮气瓶减压阀，通入氨气与氮气，控制氨气、氮气比例为1:9,采用VMP-2电化学 工作站每隔20min检测还原过程中球团的阻抗变化，待球团阻抗值稳定后，控制气氛炉在氨 气、氮气气氛下自然冷却，待溫度降至室溫，取出球团矿称量为3.409g，取反应后的球团矿 表层粉末若干，用研鉢研磨经筛选后，取一定量进行XRD分析。
[0034] W上示意性的对本发明专利及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图 中所示的也只是本发明专利的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所W，如果本领域 的普通技术人员受其指示，在不脱离本发明专利创造宗旨的情形下，不经创造性的设计出 与该技术方案相似的结构方式与实施例，均应属于本发明专利的保护范围。
[0035] 实施例2:
[0036] 结合图1和图2,本实施例的一种利用甲醇直接还原球团矿的工艺系统由氮气瓶1、 1号流量计2、氨气发生器3、2号流量计4、甲醇汽化装置5、3号流量计6、混气阀7、4号流量计 8、管式气氛炉9和阻抗检测系统等组成。
[0037] 将球团矿打磨出两个平面并打孔，并在两个平面上打出两孔，称取质量记为 3.796g，在两孔内梓入螺钉，螺钉连接两导线。然后，将球团矿置于瓷舟内，放入管式炉的刚 玉管内，用炉钩推瓷舟到刚玉管的中屯、位置，将氧化侣炉塞置于合适位置，保持两导线不接 触，从一端引出，连接于VMP-2电化学工作站。将管式炉升溫达到预定溫度时，检测其阻抗 值。接着打开化氨气发生器、氮气瓶减压阀，通入氨气与氮气，控制氨气、氮气比例为1:9,并 且开启使甲醇汽化的恒溫磁力揽拌器装置，控制密封容器内的液体甲醇量为80ml，汽化溫 度为67°C，采用VMP-2电化学工作站每隔20min检测还原过程中球团的阻抗变化，待球团阻 抗值稳定后，控制气氛炉在氨气、氮气气氛下自然冷却，待溫度降至室溫，取出球团矿称量 为3.426g，取反应后的球团矿表层粉末若干，用研鉢研磨经筛选后，取一定量进行X畑分析。
[0038] W上示意性的对本发明专利及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图 中所示的也只是本发明专利的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所W，如果本领域 的普通技术人员受其指示，在不脱离本发明专利创造宗旨的情形下，不经创造性的设计出 与该技术方案相似的结构方式与实施例，均应属于本发明专利的保护范围。
[0039] 实施例3:
[0040] 结合图1和图2,本实施例的一种利用甲醇直接还原球团矿的工艺系统由氮气瓶1、 1号流量计2、氨气发生器3、2号流量计4、甲醇汽化装置5、3号流量计6、混气阀7、4号流量计 8、管式气氛炉9和阻抗检测系统等组成。
[0041] 将球团矿打磨出两个平面并打孔，并在两个平面上打出两孔，称取质量记为 3.574g，在两孔内梓入螺钉，螺钉连接两导线。然后，将球团矿置于瓷舟内，放入管式炉的刚 玉管内，用炉钩推瓷舟到刚玉管的中屯、位置，将氧化侣炉塞置于合适位置，保持两导线不接 触，从一端引出，连接于VMP-2电化学工作站。将管式炉升溫达到预定溫度时，检测其阻抗 值。接着打开化氨气发生器、氮气瓶减压阀，通入氨气与氮气，控制氨气、氮气比例为1:9,并 且开启使甲醇汽化的恒溫磁力揽拌器装置，控制密封容器内的液体甲醇量为80ml，汽化溫 度为67°C，采用VMP-2电化学工作站每隔20min检测还原过程中球团的阻抗变化，待球团阻 抗值稳定后，控制气氛炉在氨气、氮气气氛下自然冷却，待溫度降至室溫，取出球团矿称量 为3.256g，取反应后的球团矿表层粉末若干，用研鉢研磨经筛选后，取一定量进行X畑分析。
[0042] W上示意性的对本发明专利及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图 中所示的也只是本发明专利的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所W，如果本领域 的普通技术人员受其指示，在不脱离本发明专利创造宗旨的情形下，不经创造性的设计出 与该技术方案相似的结构方式与实施例，均应属于本发明专利的保护范围。
[0043] XRD分析结果表明，还原产物为Fe和化3C，单通氨气还原时，还原产物为化，通氨气 与甲醇混合气体还原后的产物为Fe和FesC。经物相分析，实施例2的产物中，FesC占73%，而 化占27%。
[0044] 表1为球团矿在不同流量下通氨气、甲醇后的阻抗值的变化，如下所示：
[0045]
[0046] 表1。
【主权项】
1. 一种利用甲醇直接还原球团矿的工艺，其特征在于，包括以下步骤:该工艺首先将甲 醇液体汽化，再通入5-13Mpa的氮气，氮气将甲醇气体带出与氮气发生器所产的氢气按照合 适的比例均匀混合，再将混合气体通入至已升温达还原温度的高温管式炉内，与加工改造 过的球团矿进行高温下的还原反应，每隔20min检测还原过程中球团的阻抗变化，待球团阻 抗值稳定后，停止供气，待温度降至室温，得到的还原产物为Fe或Fe 3C，取还原后的球团矿 表层粉末若干，用研钵研磨经筛选后，取一定量进行XRD分析。2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述氢气与氮气甲醇混合气体的比例介于 1:9到9:1之间。3. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述球团矿改造工艺如下：将待还原球团 矿打磨出两个平面，并在两个平面上打出两孔，称取质量记录下来，在两孔内拧入螺钉，螺 钉连接两导线，然后，将球团矿置于瓷舟内，放入管式炉的刚玉管内，用炉钩推瓷舟到刚玉 管的中心位置，将氧化铝炉塞置于合适位置，保持两导线不接触，从一端引出，连接于VMP-2 电化学工作站。4. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述甲醇液体汽化的工艺为:采用恒温磁 力搅拌器将甲醇液体加热至温度为67-80°C，甲醇液体汽化。5. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所述氢气采用氢气发生器电解水制取，氢 气产生的流量在10_500ml/min之间。6. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所还原温度为750-90(TC。7. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:所述电化学测试系统采用VMP-2电化学工 作站，以三电极体系进行交流阻抗测试。8. -种如权利要求1-7任意一项所述的工艺的还原装置，其特征在于，该装置包括:氮 气瓶（1)、1号流量计(2)、氢气发生器(3)、2号流量计(4)、甲醇汽化装置(5)、3号流量计(6)、 混气阀（7)、4号流量计(8)、管式气氛炉(9)和VMP-2电化学工作站(10 ); 其中，所述氢气发生器（3)通过2号流量计（4)与所述混气阀（7)-端连通，所述氮气瓶 (1)通过1号流量计（2)与所述甲醇汽化装置(5)的一端连通，所述甲醇汽化装置(5)的另一 端通过所述3号流量计(6)与所述混气阀（7)-端连通，所述混气阀（7)的另一端通过4号流 量计(8)与管式气氛炉(9)的进气口连通，所述VMP-2电化学工作站(10 )通过线缆与所述管 式气氛炉(9 )数据连接。9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述甲醇汽化装置(5)由恒温磁力搅拌器 和密封容器组成。
【专利摘要】本发明一种利用甲醇还原球团铁矿石的工艺，利用原位阻抗检测系统测试还原过程中的阻抗变化，采用甲醇液体进行加热汽化，再与氢气、氮气混合，将混合气体通入750-900℃下的气氛反应炉，甲醇在高温下裂解成为还原活性气体，结合氢气、氮气混合气体共同进行球团矿的还原反应，再将连在球团两端的导线连于电化学检测装置，实时监测混合气体通入后球团阻抗的变化。本发明利用了原位阻抗测试系统，能与电化学测试体系实现良好的耦合，安全可靠；采用氢气发生器制氢为氢源，环境友好，能实现能源的高效利用。另采用甲醇气体代替部分氢气，可节省成本，易于操作，工艺简单，气体利用率高，在工业生产中的实用价值较大。
【IPC分类】C21B13/00, C25B1/04
【公开号】CN105586463
【申请号】CN201610166685
【发明人】王新东, 杨澍, 黄敏, 刘高阳, 陈明, 李亮
【申请人】北京科技大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月22日