KINETICS OF CARBON MONOXIDE REDUCTION OF OXIDIZED CALCINES

Author: CROWE C.J.B.   UTIGARD T.A.  

Publisher: Maney Publishing

ISSN: 0008-4433

Source: Canadian Metallurgical Quarterly, Vol.42, Iss.4, 2003-01, pp. : 447-454

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Abstract

Thermal gravimetric analysis was used to determine the weight change of Ni/Cu/Co calcines upon heating in argon and carbon monoxide. The two calcines studied contained approximately 50 wt% combined of hematite and magnetite in addition to Ni, Cu, Co and Fe sulphides. The calcined samples were 100% less than 100 μm with porous hematite/magnetite rims around a central sulphide core. Mass spectrometry was used to analyse the gas species which evolved during heating and reduction, while thermal gravimetric analysis (TGA) was used to measure the weight changes. When heating the calcines at 10 °C/min in carbon monoxide, reduction starts at around 400 °C and is nearly complete at about 850 °C with oxygen associated with the hematite, magnetite and sulphate removed. Isothermal reduction tests show that at temperatures from 700 to 800 °C half the oxygen is removed in less than 5 minutes. TGA results combined with microscopic analysis showed that the reduction followed a uniform internal reduction model.On a utilisé l’analyse gravimétrique thermique pour déterminer le changement de poids de calcinats de Ni/Cu/Co lors du chauffage dans de l’argon et du monoxyde de carbone. Les deux calcinats étudiés contenaient approximativement 50% en poids combiné d’hématite et de magnétite en plus de sulfide de Ni, Cu, Co et Fe. Les échantillons calcinés étaient 100% moins que 100 μm avec des bords poreux d’hématite/magnétite autour d’un noyau central de sulfide. On a utilisé la spectrométrie de masse pour analyser les espèces gazeuses émises lors du chauffage et de la réduction alors qu’on a utilisé l’analyse gravimétrique thermique pour mesurer les changements de poids. Lorsqu’on chauffe les calcinats à 10°C/min dans du monoxyde de carbone, la réduction commence aux environs de 400 °C et est presque complète à environ 850 °C avec l’enlèvement de l’oxygène associé à l’hématite, la magnétite et le sulfate. Des essais de réduction isotherme montrent qu’à des températures de 700 à 800 °C, la moitié de l’oxygène est enlevée en moins de 5 min. Les résultats de TGA combinés avec l’analyse de microscopie ont montré que la réduction suivait un modèle de réduction interne uniforme.