Menteş yöresi hematit cevherinin akışkan yatak reaktörde direkt indirgenme kinetiğinin belirlenmesi

Sunulan çalışma kapsamında Kayseri ili Menteş yöresinden temin edilen demir cevheri kalsine edilmiş, ardından laboratuvar ölçekli akışkan yatak reaktörde 800 ºC, 850 ºC ve 900 ºC proses sıcaklıklarında, farklı bileşimlerde CO ve/veya H2 içeren ve minimum akışkanlaşma debisinin 6 katındaki akış hızına sahip olan gaz karışımları ile indirgenmiştir. Deneyler sırasında cevherin anlık dönüşümü, reaktörü terkeden bacagazının bileşimini eş zamanlı olarak kaydeden gaz analizörü verilerinden hesaplanmıştır. Öte yandan, cevherin deney sonunda eriştiği nihai indirgenme ve metalleşme dereceleri kimyasal analiz yoluyla belirlenerek, gaz analizi ile hesaplanan nihai değerlerle karşılaştırılmış ve her iki yöntemle ulaşılan sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Çalışma kapsamında %25 CO, %25 H2, %50 N2 içeren indirgen gaz karışımı ile 800 º C ve 850 ºC sıcaklıklarda indirgenen numunelerde tam indirgenme ve metalleşmeye ulaşılmıştır. Diğer deneylerde metalleşme derecesi, indirgen gaz akımı içindeki H2 miktarıyla orantılı olarak %62-100 arasında değişmiş, çalışılan tüm gaz bileşimleri için en düşük dönüşüm değerleri 900 ºC'de kaydedilmiştir. Bu durumun ortaya çıkmasında yüksek sıcaklıktan ileri gelen sinterleşme etkili olmuştur. Çalışmanın son kısmında Menteş demir cevherinin akışkan yatak şartlarında gaz reaktantlarla indirgenme kinetiğinin "İki Boyutlu Difüzyon, D2(α)" (g(α)=(1-α)ln(1-α)+α=ki.t) modeline uyduğu belirlenmiş, hesaplanan 19,73 kJ/mol'lük aktivasyon enerjisi değeri de bu bulguyu desteklemiştir.