微波还原鲕状赤铁矿中铁晶粒的形核生长机理

采用Avrami-Erofeyev模型对微波还原鲕状赤铁矿含碳球团过程中铁晶粒的形核与生长动力学进行了研究,并采用XRD、SEM、EDX对还原样物相组成、铁晶粒形貌尺寸、元素组成分布等进行了测试分析.研究结果表明,在1173～1473 K下20 min时间内可获得金属化率77.6％～92.6％;微波还原鲕状赤铁矿球团过程中铁晶粒形核速率与铁晶粒生长速率与模型拟合度高,1173～1473 K下置信度R2范围分别为0.9411～0.9977与0.9484～0.9848.拟合得出了动力学参数,获得铁晶粒形核活化能为51.21 kJ/mol、生长活化能为18.05 kJ/mol,还原速率受形核速度控制.通过与常规加热对比发现,微波场中铁晶粒形核与生长速率更快.扫描电镜观察发现铁晶粒的生长形态部分为球形熔滴状、部分为蠕虫状链晶,视域内最大单个铁晶粒尺寸约为10μm.