Thermodynamic and Experimental Analysis of the Selective Reduction of Iron by Hydrogen from the Kergetas Iron–Manganese Ore

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met15121330
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Thermodynamic modeling combined with experimental reduction tests was conducted to investigate the selective reduction behavior of iron-manganese ore using hydrogen gas at 800–900 °C. The results reveal that hydrogen reduction at a flow rate of 0.5 L/min promotes the stepwise transformation of iron oxides (Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe), accompanied by the decomposition of the intermediate spinel phase Fe2MnO4, resulting in the formation of metallic iron. In contrast, the reduction of MnO to metallic manganese is thermodynamically unfavorable (ΔG > 0), limiting the extent of manganese reduction. Experimental findings confirm the formation of metallic iron inclusions enriched in Fe, while manganese predominantly remains in the form of MnO and silicate-associated oxides. X-ray diffraction analysis of reduced samples shows a decrease in Fe3O4 and Fe2MnO4 phases with increasing reduction degree and indicates the growth of metallic Fe particles with rising temperature. These results demonstrate that hydrogen enables controlled and selective reduction of iron with minimal manganese conversion, providing a promising route for subsequent efficient magnetic separation of metallic and oxide phases following reduction roasting.