众所周知,在人类社会工业化进程中,过量的CO2排放恶化人类居住的环境。钢铁行业中CO2排放量占总排放量的15%,其中高炉炼铁过程是主要CO2排放源;且这一问题随着近年来我国钢铁产能的扩张而愈演愈烈;加上我国焦煤资源分布不均和相对缺乏,持续上扬的焦煤、铁矿石价格将使钢铁业逐渐处于失去市场竞争力的局面。与此同时,日本环境保省(环保部)、通产省(经信部)赞助的“强化资源适应能力、环境负荷最小化的新炼铁工艺”项目已于2011年11月在东日本(京滨地区)JFE钢铁公司建立用劣质煤和铁矿石制备含铁型焦(Carbon Iron Composite,本文简称CIC)的3Ot/d规模的生产线,并在高炉上进行半工业性试验。据科研人员的预测,若用30%含铁型焦(CIC)代替冶金焦,可降低1O%的高炉能耗和CO2排放量,并能使高炉用低品位矿石来提高市场竞争力。这一新技术,为我国的高炉炼铁减少C02排放、扩大原燃料适应范围和提高市场竞争力指明方向。目前我国涉及到该领域的研究甚少,为使CIC适应我国的资源能源状况,本实验用我国储量丰富的神府非焦煤和低品位铁矿石(57%左右)为主原料,以沥青为粘结剂,经破碎、筛分、混合、热压成型和焦化后,制备成五组不同组成的CIC试样;用万能材料试验机,测试CIC的抗压强度;用X射线衍射仪、SEM分析其型煤(煤-铁矿石混合物)和CIC的微观组织结构,用差热分析仪测定CIC气化反应的DTA曲线;用实验数据研究、分析不同铁矿粉(Iron Ore Powder,本文简称IOP)含量对神府非焦煤制备的CIC气化反应起始温度的影响及其反应机理。为我国高炉炼铁减少CO2排放、扩大原燃料适应范围和提高市场竞争力提供基础实验数据。实验结果分析表明:(1)用神府煤制备的CIC抗压强度随铁矿粉含量的增加而提高,最高达到 2.93MPa;(2)CIC经焦化后,形成了具有孔洞、C、Fe、FeO和Fe2O3的铁焦混合物;一部分Fe原子(0.05～1 μm的白色颗粒)填充到焦炭的孔隙(0.1～10 μ m)之中,一部分富集在一起,与碳粒紧密结合;(3)CIC在焦化过程中可还原大部分Fe2O3,从而提高高炉的入炉金属率,为降低高炉焦比奠定基础;(4)CIC随IOP含量的增加,被还原的Fe原子数量增加,其气化反应起始温度由884.7℃降低到803.2℃,其气化反应活化能从192.35 kJ·mol-1 降至 177.30kJ·mol-1;(5)计算结果表明,如果高炉使用部分CIC,将会打破块状带500～900℃的温度区域内煤气流中的CO/CO2平衡,发生更多的吸热反应,从而降低高炉块状带的CO2浓度;如使用含有38.2%铁矿粉的CIC,可降低高炉炉顶排出CO2的浓度约11.2%左右。