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Cinética de la Pre-Reacción Isotérmica y No Isotérmica de Cromita con Hidrógeno

Autores: Khama, Mopeli Ishmael; Baloyi, Beberto Myth Vunene; Reynolds, Quinn Gareth; Xakalashe, Buhle Sinaye; Chetty, Deshenthree

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2026

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Acceso abierto

Artículo científico
2026

Cinética de la Pre-Reacción Isotérmica y No Isotérmica de Cromita con Hidrógeno


Categoría

Energía

Subcategoría

Energías renovables

Palabras clave

Producción
Aleación de ferrochrome
Carbono
Horno de arco sumergido
Reductores alternativos
Mineral de cromita

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La producción de aleación de ferroaleación se lleva a cabo utilizando carbono como reductante en un Horno de Arco Sumergido (SAF). La reducción carbotérmica del mineral de cromita resulta en altas emisiones de CO2, y reductores alternativos como el H2, donde el H2O es el único subproducto, se han convertido en alternativas potenciales atractivas. Antes de utilizar H2 como reductante, es crucial llevar a cabo un estudio exhaustivo sobre la cinética de la reacción con el fin de ayudar en el diseño y operación de reactores que faciliten el proceso de reducción. El estudio actual determinó los parámetros cinéticos para la pre-reducción isotérmica y no isotérmica de cromita con H2 en un horno termogravimétrico. Los resultados de la difracción de rayos X en polvo y la microscopía electrónica de barrido determinaron las variaciones mineralógicas entre la alimentación y las muestras pre-reducidas, así como la variación entre las muestras tratadas isotérmicamente y no isotérmicamente. Los datos de pérdida de masa indican que se requieren tiempos de reducción más largos para alcanzar una reducción completa. La energía de activación aparente para las pruebas de pre-reducción isotérmica y no isotérmica se encontró en 105 y 124 kJ/mol, respectivamente. Las observaciones mineralógicas para las muestras pre-reducidas a 1300 grados C y 1500 grados C mostraron que las muestras tratadas a temperaturas más bajas (1300 grados C) presentaron texturas consistentes y gotas de Fe-Cr a lo largo de los bordes de la cromita parcialmente alterada (PAC), lo que sugiere una mayor metalización a esta temperatura. Las temperaturas más altas (1500 grados C), por otro lado, resultaron en una mala metalización, posiblemente porque las temperaturas más altas a menudo se asocian con una red de poros colapsada, lo que resulta en tasas de difusión pobres, obstaculizando así la reducción completa.

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