Chemical kinetics of gaseous reduction of hematite

Abstract

The chemical kinetics of the gaseous reduction of natural hematite and artificial iron oxide were studied with a new technique using ceramic coated one-dimensional specimens. The rates of reaction at various solid-solid interfaces were obtained directly. The difficulties in interpreting the experimental results are discussed. Based on single-reaction interface theory, the results of wustite reduction are analyzed. The chemical reaction rate constants are evaluated and it is found that the average values for the effective diffusivities of reducing gases through the porous iron layer are located within a narrow region of known limits. Résumé La cinétique chimique de réduction directe de l'hémalite naturelle et d'oxydes de fer synthétiques a été étudiée à l'aide d'une technique nouvelle où l'on se sert d'échantillons revêtus d'une gaine impermeable de céramique dans toutes les directions, sauf une. Les taux de réaction aux divers interfaces solide-solide ont été obtenus directement. Les difficultés d'interprétation des résultants sont discutées. L'analyse des résultats pour la réduction de la wiistite est basée sur la théorie décrivant une seule réaction interfaciale. Les constantes spécifiques de la réaction sont évaluées et la valeur moyenne de chacune des diffusivités effectives des gaz réducteurs à travers la couche poreuse de fer est située à l'intérieur d'un intervalle étroit de valeurs dont les limites sont connues.