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Título: Caracterização tecnológica de misturas de “sinter-feed” e “pellet-feed” empregando diferentes rotas de sinterização em escala piloto.
Autor(es): Campos Junior, Fernando Luiz Câmara
Orientador(es): Assis, Paulo Santos
Palavras-chave: Minério de ferro
Sinterização piloto
Sinter feed
Pellet feed
Data do documento: 2018
Membros da banca: Assis, Paulo Santos
Bagatini, Maurício Covcevich
Dutra, Flávio de Castro
Vieira, Cláudio Batista
Referência: Campos Junior, Fernando Luiz Câmara. Caracterização tecnológica de misturas de “sinter-feed” e “pellet-feed” empregando diferentes rotas de sinterização em escala piloto. 2018. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Resumo: Com a corrente transição dos depósitos minerais de ferro de hematíticos para itabiríticos e goethíticos no quadrilátero ferrífero, o split de produtos do beneficiamento de jazidas vem se alterando. As participações de minérios granulados e sinter feed vem se reduzindo com passar do tempo com o proporcional aumento da geração de pellet feed. Este fato se deve principalmente a característica friável dos minérios itabiríticos como também a necessidade de maior cominuição do minério. A cominuição é necessária para aumentar o grau de liberação e por consequência a recuperação metálica em processos de concentração. Os sinter feeds que são gerados atualmente apresentam os teores de SiO2, Al2O3 e P mais elevados. Tem sido prática das mineradoras aumentar a participação de pellet feed blendados com sinter feeds para adequação da qualidade química. Com esta ação, o aumento de finos na mistura de minérios é inevitável e por consequência, a etapa de aglomeração a frio do processo de sinterização passa a ser mais exigida para manutenção dos níveis de produtividade e qualidade do sínter. Logo, a siderurgia nacional necessita de soluções que possibilitem a manutenção de performance e qualidade do sínter em mistura com elevadas participações de finos, pois na grande maioria das siderúrgicas integradas, o sínter ainda é a principal carga metálica utilizada. Uma mudança drástica deste cenário implicaria na obsolescência da maioria das sinterizações, por ainda não estar apropriada a manusear grandes quantidades de pellet feed na mistura de minérios. O objetivo do presente estudo foi desenvolver uma rota tecnológica conceitual, considerando concepções operacionais, layouts e tecnologias de mistura e nodulização que propiciassem a utilização de finos (% <0,150mm) na mistura de minérios em patamares acima dos 40%, consolidados industrialmente pela tecnologia HPS. Para a avaliação e verificação das hipóteses consideradas durante o desenvolvimento do estudo, uma série de experimentos em escala piloto foram realizadas, simulando principalmente a etapa de preparação do processo de sinterização (homogeneização e granulação). Os melhores resultados destas simulações foram submetidos a avaliações a quente utilizando o pot grate para verificação dos impactos operacionais, possíveis dificuldades de processo, produtividade e qualidade do sínter produzido, comparando os resultados obtidos com os resultados referentes da tecnologia HPS, referência deste estudo. Dentre as possibilidades avaliadas, a rota utilizando disco (trabalhando em paralelo com o misturador e nodulizador tambor) atingiu 60% de participação de finos na mistura de minérios, com condições satisfatórias de processo e produtividade. Os resultados obtidos, considerando 80% de finos, ainda carece de ajustes, pois apresentou grande instabilidade do processo, principalmente em relação à qualidade física do sínter produzido.
Resumo em outra língua: With current mineral deposit change of hematite to itabirite and goethitc in the Iron Ore Quadrangle, the split of beneficiation products have been change over the time. The participation of lump ore and sinter feed has reducing with proportional increasing of pellet feed generation. This fact whether mainly because of crumbly characteristic of the itabirite iron ores as well the need of further comminution of the ore to increase of release degree and consequently the metallic recovery. The quality of the sinter feed that are still generated no shows quality as in the past, mainly SiO2 content, Al2O3 and P is much higher and has been practiced of Mines increasing the pellet to participation of pellet feed for performing chemical sinter feed correction currently produced. With this action, the fines increase in the iron ore mix is inevitable and by consequence, the agglomeration step of sintering process it becomes more required to maintain the productivity level and quality of sinter that feed the reactors. Therefore, the national steel industry urgently needs of one solution that gives the possibility to increase considerable the fines participation in the ore mix without impacts in the productivity level and quality of sinter. At the national steel industry, the sinter is the main metallic burden used and a drastic change in this scenario will result in the obsolescence of the most sintering plants of the national steel industry, for not being suitable to handle large proportions of pellet feed(fines) in the ore mix. The purpose of this study was to develop a technological concept of a route, considering the operational possibilities, layouts and mix and nodulizing that would result in the fines usage higher than 40% as was industrial consolidated by HPS technology. To evaluate and certificate the considered hypothesis during the study development, a series of simulations were performed, simulating mainly the mix preparation step (homogenization and nodulation) were done together with the cold permeability evaluation on the bed resulted of the preparation step. The best results of these simulations were submitted to the sinter pot grate evaluation to verify the operational impacts, some process problems, productivity and quality of the sinter produced, comparing the obtained results with the HPS references. Among the possibilities evaluated, the route using the disk working in parallel with the mixer and drum nodulizer reached a 60% share of fines in the ore mixture, with satisfactory conditions of process and productivity. The results obtained considering 80% of fines still lack adjustments, since it presented instability of the process, mainly in relation to the physical quality of the sinter produced. Therefore, exceeding 40% of fines in the ore mixture was possible, with beneficial results, mainly the chemical quality of the sinter. In order to obtain values higher than 60%, it is necessary to optimize the fuel dosage and the effect of the form factor (spherical particles) on the matrix consolidation process and on the influence of these conditions, mainly the physical quality of the sinter produced.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10488
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 29/10/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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