非化学计量对铁氧化物还原热力学平衡的影响

张伟¹，郁肖兵²，李琳²，邹宗树²，齐渊洪³，薛正良¹

1. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室2. 东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室3. 钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室

摘 要：铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响.本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算.同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据.通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO（H2）,即相应的优势区图.在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程（未有金属Fe生成时）,当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域.

关键词：磁铁矿;浮氏体;铁氧化物;非化学计量;还原;热力学平衡;