添加纳米二氧化硅对氧化铁颗粒表观黏度的影响 Effect of nano-SiO_2 addition on the apparent viscosity of Fe_2O_3 particles

借鉴流体黏性的表征方式,引入粉体颗粒表观黏度的概念表征粉体颗粒间的相互作用力,基于能量耗散原理,利用旋转黏度计测定了含SiO_2纳米添加剂的Fe_2O_3颗粒在不同温度条件下的表观黏度.实验结果表明,Fe_2O_3颗粒表观黏度随温度升高而增大,纳米SiO_2的加入使颗粒表观黏度明显降低,主要原因是纳米SiO_2对Fe_2O_3颗粒形成了包覆,抑制了颗粒间的团聚和烧结.此外,本研究利用微型流化床研究了含纳米SiO_2的Fe_2O_3颗粒在流化还原过程中发生黏结失流的过程,进一步验证了纳米SiO_2对Fe_2O_3颗粒表观黏度的影响.结果表明,加入纳米SiO_2显著提高了还原样品的金属化率,延长了还原过程中的黏结时间;扫描电镜分析表明纳米SiO_2有效包覆在Fe_2O_3颗粒表面,降低了铁原子的扩散活性,并充分阻隔新鲜铁之间的接触,抑制新鲜铁的烧结,从而导致Fe_2O_3颗粒之间难以形成黏结点,由此证明纳米SiO_2对流化床内Fe_2O_3颗粒的还原过程中的黏结失流具有明显抑制作用.