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编辑荐读 |《矿物冶金与材料学报（英文版）》 氢冶金专刊
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期刊：International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials
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专刊简介
双碳战略正在推动传统冶金行业进行转型升级，冶金行业的高质量和低碳化改革势在必行。氢气作为21世纪的清洁能源，其具有从源头上实现低碳冶金的潜力，目前全球冶金工业已经将“氢冶金”作为未来发展的目标。近年来，以钢铁为代表的传统冶金工艺在富氢冶炼以及氢冶金新工艺方面均得到了快速发展，标志着冶金工业在低碳转型的道路上正在飞速前进。
《矿物冶金与材料学报（英文版）》近日出版了“氢冶金”专刊，希望可以为从事“氢冶金”研究方向的学者们提供一个全面交流的机会，以促进“氢冶金”工艺及技术的发展，早日完成碳中和的伟大目标。
专刊收录论文覆盖范围全面，从传统冶金工艺的创新到富氢冶金新工艺的开发，涉及了目前氢冶金方面较为热点的研究方向。共收录了12篇论文，包括1篇等离子氢冶金综述及11篇研究论文。所有论文主要围绕传统炼铁流程富氢冶炼、氢基直接还原炼铁以及等离子氢冶金三个方向。其中，包括高炉富氢冶炼后铁矿石和焦炭的行为变化研究、流化床富氢冶炼物理化学研究、富氢直接还原过程球团矿的还原机理研究以及等离子氢冶金新工艺在铁冶炼中的应用。
专刊客座主编：张建良, Johannes Schenk, 刘征建, 李克江
文章精选
#1 烧结铁矿中FeO含量对其在富氢高炉中还原行为的影响
Ko-ichiroOhno*, TakayukiMaeda, KazuyaKunitomo, MasashiHara
引用本文：Ko-ichiro Ohno, Takayuki Maeda, Kazuya Kunitomo, and Masashi Hara, Effect of FeO concentration in sinter iron ore on reduction behavior in a hydrogen-enriched blast furnace, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1820-1829.
文章亮点：
(1) 系统研究了铁矿粉配比对铁焦气化行为的影响。
(2) 明析了铁焦在传统100%CO2和富氢气氛60%CO2+40%H2O 气氛下初始气化差异与共气化机理。
(3) 探究了铁焦在富氢高炉气氛下对焦炭的影响。
#2 氢气还原固/液态浮氏体等温动力学研究
张建良, 李洋, 刘征建*, 王腾飞, 王耀祖*, 李克江, 王桂林, 徐涛, 张勇
引用本文：Jianliang Zhang, Yang Li, Zhengjian Liu, Tengfei Wang, Yaozu Wang, Kejiang Li, Guilin Wang, Tao Xu, and Yong Zhang, Isothermal kinetic analysis on reduction of solid/liquid wustite by hydrogen, Int. J. Miner. Metall. Mater.,29 (2022), No. 10, pp. 1830-1838. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2518-0
文章亮点：
(1) 系统研究了纯H2与FeO在FeO–Fe体系分别为全固态和全熔融态时的等温还原规律。
(2) 明晰了纯H2等温还原FeO在气–固和气–液两种反应体系的反应动力学特征及差异。
(3) 解析了纯H2分别还原液态浮氏体时的动力学模型。
#3 模拟的富氢高炉条件下铁焦气化与铁焦与焦炭共气化行为的研究
祝凯*, 陈珠明, 叶水鑫, 耿淑华, 张玉文, 鲁雄刚*
引用本文：Kai Zhu, Zhuming Chen, Shuixin Ye, Shuhua Geng, Yuwen Zhang, and Xionggang Lu, Gasification of iron coke and cogasification behavior of iron coke and coke under simulated hydrogen-rich blast furnace condition, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1839-1850. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2429-0
文章亮点：
（1）研究了在富氢高炉中，不同矿物形态的烧结矿在CO–CO2–H2混合气中的还原行为。
（2）研究发现，FeO含量越低的烧结铁矿，还原速率在还原初期提高越快；H2含量的增加和温度的升高可以提高还原反应的速率。
（3）发现了还原反应是从烧结矿样品的外周向内进行的，并观察到一个还原铁和浮士体共存的反应界面，适合采用双界面未反应核模型研究其还原动力学过程。
#4 模拟喷吹氢气对高炉运行和二氧化碳排放的影响
Volodymyr Shatokha*
引用本文：Volodymyr Shatokha, Modeling of the effect of hydrogen injection on blast furnace operation and carbon dioxide emissions, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1851-1861. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2474-8
文章亮点：
(1) 采用一维稳态区域模型模拟了氢气注入对高炉运行和二氧化碳排放的影响。
(2) 在高炉垂直温度模式模拟的基础上，以热储备区为重点，评估了最大注氢速率。
(3) 检查了鼓风温度氧气浓度对焦炭置换率、生产率、氢气利用效率和二氧化碳减排的影响。
#5 高磷铁矿富氢烧结过程中磷的还原行为研究
陈衍彪, 刘文果, 左海滨*
引用本文：Yanbiao Chen, Wenguo Liu, and Haibin Zuo, Phosphorus reduction behavior of high-phosphate iron ore during hydrogen-rich sintering, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1862-1872. https://doi.org/10.1007/s12613-021-2385-0
文章亮点：
(1) 提出了基于富氢烧结工艺气化除磷新技术。
(2) 系统研究了富氢气氛下磷灰石还原机理和动力学行为。
(3) 设计了富氢烧结过程磷的气化与回收流程。
#6 预氧化磁铁矿颗粒在氢基流化床中的流化行为及还原动力学研究
郑恒*, Oday Daghagheleh, Thomas Wolfinger, Bernd Taferner, Johannes Schenk, 徐润生
引用本文：Heng Zheng, Oday Daghagheleh, Thomas Wolfinger, Bernd Taferner, Johannes Schenk, and Runsheng Xu, Fluidization behavior and reduction kinetics of pre-oxidized magnetite-based iron ore in a hydrogen-induced fluidized bed, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1873-1881. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2511-7
文章亮点：
(1) 量化了铁矿石在流化床内的流化状态。
(2) 系统地探究了预氧化处理对铁矿石流态化和还原行为影响。
(3) 总结了动力学因素与还原后铁矿石形貌的关系。
#7 H2–CO混合气体与铁精矿的还原动力学分析
毛旭东, Pritesh Garg, 胡晓军*, 李远, Samik Nag, Saurabh Kundu, 张建良
引用本文：Xudong Mao, Pritesh Garg, Xiaojun Hu, Yuan Li, Samik Nag, Saurabh Kundu, and Jianliang Zhang, Kinetic analysis of iron ore powder reaction with hydrogen–carbon monoxide, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1882-1890. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2512-6
文章亮点：
(1) 系统地研究了不同组分下的H2–CO混合气体对铁精矿的还原行为。
(2) 开发了H2–CO混合气体还原铁精矿的速率关系模型。
(3) 得到了不同气体组分下反应的表观活化能与可能的控速环节。
#8 气基竖炉典型气氛下球团直接还原膨胀行为
赵子川, 唐珏*, 储满生, 王新东, 郑艾军, 王小艾, 李洋
引用本文：Zichuan Zhao, Jue Tang, Mansheng Chu, Xindong Wang, Aijun Zheng, Xiaoai Wang, and Yang Li, Direct reduction swelling behavior of pellets in hydrogen-based shaft furnaces under typical atmospheres, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1891-1900. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2494-4
文章亮点：
(1) 系统研究了气基竖炉直接还原过程中球团还原膨胀行为变化。
(2) 从微观尺度阐述了不同条件下球团膨胀变化机理。
(3) 总结并提出了控制球团还原膨胀行为的适宜还原条件。
#9 700°C氢基直接还原氧化铁：球团与微观组织尺度的异质性
马焱*, R. Souza Filho Isnaldi, 张雪, Nandy Supriya, Barriobero-Vila Pere, Requena Guillermo, Vogel Dirk, Rohwerder Michael, Ponge Dirk, Springer Hauke, Raabe Dierk*
引用本文：Yan Ma, Isnaldi R. Souza Filho, Xue Zhang, Supriya Nandy, Pere Barriobero-Vila, Guillermo Requena, Dirk Vogel, Michael Rohwerder, Dirk Ponge, Hauke Springer, and Dierk Raabe, Hydrogen-based direct reduction of iron oxide at 700°C: Heterogeneity at pellet andmicrostructure scales, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1901-1907. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2440-5
文章亮点：
(1) 系统地、定量地研究了氢基直接还原氧化铁球团矿过程中，在球团和微观组织尺度反应的异质性。
(2) 在微观尺度，进一步揭示了氢基还原氧化铁过程中速度限制环节及其机理。
(3) 总结并提出了进一步优化氢基还原氧化铁球团的方向。
#10 工业铁矿石球团的氢基直接还原：统计设计实验与计算模拟
Patrícia Metolina*, Tiago Ramos Ribeiro, Roberto Guardani
引用本文：Patrícia Metolina, Tiago Ramos Ribeiro, and Roberto Guardani, Hydrogen-based direct reduction of industrial iron ore pellets: Statistically designed experiments and computational simulation, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1908-1921. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2487-3
文章亮点：
(1) 使用Doehlert实验设计，进一步研究了工业铁矿球团的直径、孔隙率和温度对纯H2还原过程的影响。
(2) 证明了在考虑不同尺寸和孔隙率 的前提下，在800到900°C范围内，使用改进的晶粒模型来模拟三个连续的非催化气固反应，可以实现了良好的预测能力。但对于其他温度，在建模中还必须考虑不同的结构变化机理。
#11 纯氢还原工艺的工业应用前景及关键问题
王磊, 郭培民*, 孔令兵, 赵沛
引用本文：Lei Wang, Peimin Guo, Lingbing Kong, and Pei Zhao, Industrial application prospects and key issues of the pure-hydrogen reduction process, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1922-1931. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2478-4
文章亮点：
(1) 选择、设计了铁矿石纯氢还原反应器和工艺。
(2) 计算并优化了纯氢还原工艺工业化应用中的关键技术参数。
(3) 分析探讨了纯氢加热器和反应器的材料属性要求及材料选择、开发方向。
#12 氢等离子体还原赤铁矿：我们现在在哪里？
Kali Charan Sabat*
引用本文：Kali Charan Sabat, Hematite reduction by hydrogen plasma: Where are we now?, Int. J. Miner. Metall. Mater., 29 (2022), No. 10, pp. 1932-1945. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2467-7
文章亮点：
(1) 总结了氢等离子体还原赤铁矿的理论和实践。
(2) 研究了氢等离子体还原固态和液态赤铁矿的过程。
(3) 提出热氢等离子体的温度过高、非热氢等离子体的真空成本较高等问题，可以通过使用显著偏离局部热力学平衡的非热常压等氢离子体来克服。
期刊简介
《矿物冶金与材料学报（英文版）》(International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials，IJMMM)是由教育部主管、北京科技大学主办、Springer Nature合作出版的英文学术期刊，1994年创刊，月刊。被SCIE，EI，CAS，Scopus，ProQuest，OCLC，INSPEC等国际著名文摘或检索系统作为文献源期刊收录。
创刊20多年来，期刊始终坚持“依托北京科技大学的优势学科, 服务国家科技创新和学校‘双一流’建设，打造世界一流期刊”的办刊理念，刊载矿物(Minerals)、冶金(Metallurgy)、材料(Materials)—3M领域的原创研究论文和特约综述等, 在国内外矿物、冶金和材料学科的专家学者中享有较高的声誉。欢迎来稿。
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