Hekimhan siderit cevherinin akışkan yatak reaktörde hidrojenle direkt indirgenme kinetiğinin belirlenmesi

Bu çalışmada, Malatya Hekimhan yataklarından temin edilen ve kırılarak kalsine edilen siderit cevheri akışkan yatak reaktörde, minimum akışkanlaşma hızının 6 katı debiye sahip H2 akımı ile indirgenerek prosese ait reaksiyon kinetiği belirlenmiştir. Deneylerde 700, 750 ve 800 ºC şeklinde 3 ayrı reaksiyon sıcaklığında ve %10, %25 ve %40 şeklinde 3 ayrı H2 konsantrasyonunda çalışılmıştır. Cevherin indirgenme derecesi reaktörden çıkan gaz akımlarının anlık konsantrasyonu yardımıyla hesaplanmıştır. Elde edilen "Zaman-İndirgenme Derecesi" grafikleri, prosesin sıcaklığa nazaran H2 konsatrasyonuna daha duyarlı olduğunu ortaya koymuştur. Detaylı kinetik analiz, indirgenmenin tek aşamadan oluştuğunu ve "Tek boyutta çekirdek büyümesi içeren birinci derece reaksiyon, F1(α)" modeline uygun olarak kimyasal reaksiyon kontrolü altında ilerlediğini (Ea=94,13 kJ/mol) ortaya koymuştur. Cevherin yapısında bulunan karbonat kalsinasyon sırasında bünyeden ayrıldığından, indirgenme prosesine wüstit basamağından başlanılmış, böylece yüksek indirgenme derecelerine olanak sağlanmıştır. Deneyler sonucunda %95-99 arasında değişen oranlarda metalleşmeye ulaşılmıştır.