Análisis termodinámico del proceso de endurecimiento de Pelet de mineral de hierro

Abstract

El presente estudio está enfocado en la dilucidación de la fenomenología fisicoquímica de la etapa de endurecido de pelet de mineral de hierro. Empleando el método de minimización de energía libre de Gibbs se desarrolló un diagrama de equilibrio propio del endurecido del pelet, el cual muestra la evolución de las fases en equilibrio en función de la historia térmica, el sistema inicial está dado mediante el análisis químico del pelet verde, antes de ser introducido en el horno. Esta parte del estudio se validó mediante resultados de difracción de Rayos X. Se analizó el proceso industrial de peletización mediante un balance de materia y energía que integra mediciones de flujos de los materiales de alimentación, análisis químicos del mineral, caudales másicos de aditivos, flujo de gas para combustión, aire inyectado a quemadores, flujo y análisis químico de gases de chimenea. El balance de materia y energía del endurecido de pelet permite determinar la energía requerida por la fusión parcial del mineral de hierro en combinación con la disociación de aditivos como la caliza y dolomita, la energía necesaria para la eliminación de humedad, los calores sensibles arrastrados por las corrientes de salida y las pérdidas de calor a través de las paredes del horno.

Abstract: The present study is focused on the energetic evaluation and in the elucidation of the physicochemical phnomenology of the stage of hardened of pellet, using the method of minimization of free energy of Gibbs was developed a equilibrium diagram of the pellet induration process, which shows the evolution of the phases in balance depending on the thermal history, the initial system is given by means of the chemical analysis of the green pelet, before being introduced in the oven. This report of the study was validated by means of results of diffraction of X-rays. The industrial-scale process for pellets production was analyzed based on a heat and material balance that includes measurements of flows of raw materials, chemical analysis of the iron ore, additives, gas flow for combustion, air injected to burners, flue gases analysis. The heat and material balance of pellet induration process allows the determination of the energy needed by the incipient melting of the iron ore in combination with the additives as the limestone one and dolomite, the energy necessary for the elimination of moisture, the specific heats dragged by the currents of exit and the heat losses across the walls of the oven.