Comportamiento del fósforo en escorias sintéticas de Pellet Feed para reducción directa

Abstract

Los pellets de minerales de hierro tienen sus propiedades fuertemente dependientes de la naturaleza de las fases escorificadas que se forman durante el proceso de quema. En este trabajo se presentan los resultados de una de las pesquisas que componen el proyecto cooperativo entre empresa y universidad, envolviendo la posibilidad de utilización de minerales de hierro portadores de fósforo (finos para peletizado), en la producción de pellets para reducción directa (RD). Con este objetivo fueron generadas muestras de escorias sintéticas de la misma composición que las de los pellets RD comerciales, los cuales fueron sometidos a condiciones experimentales análogas a las de un proceso industrial. Inicialmente a ciclos térmicos en horno tipo parrilla y, posteriormente a escala laboratorio usando horno de mufla, seguido de etapas de enfriamiento a distintas velocidades. Fue posible constatar que velocidades más altas de enfriamiento aplicadas en la etapa final de los ciclos térmicos, producen escorias sintéticas sensiblemente amorfas, lo que llevó a la conclusión que las fases escorificadas de los pellets RD también se presentarían con estructuras no cristalinas. Finalmente, por medio de experimentos específicamente desenvueltos para el análisis selectivo de fósforo en fases oxidadas, se consiguió obtener una mayor eficiencia en la medición de este elemento cuando está disuelto en escorias amorfas, lo que viabilizó la medida de las cantidades de fósforo que efectivamente migraron para las mismas, cuando se sometían las muestras de finos para peletizado a diferentes temperaturas, variados tiempos de residencia y distintas basicidades. Así, fue posible concluir que el incremento de la basicidad de finos para peletizado es un factor significante de mejora para el transporte y la disolución de fósforo en las escorias, en particular cuando son sometidos a temperaturas superiores a 900°C.

Iron ore pellets’s properties are strongly dependent on the nature of the phases present in the slags formed during pelletization. This research presents the first results of a research program involving the utilization of iron ores bearing phosphorous in the production of DR pellets (Direct Reduction pellets). Aiming at this, synthetic slags, produced with same composition of the gangue of la commercial DR pellet, were submitted to operational conditions similar to those of the industrial pelletizing process performed in la pot-grate reactor and in la laboratory furnace. The slags samples obtained were cooled at different rates, letting to observe that at high cooling rates the slags obtained were amorphous, suggesting the occurrence of la similar amorphous structure for the slags present in the DR pellets. Finally, tests developed for la selective analysis of phosphorous in oxide phases, showed better efficiency for amorphous slags than to crystalline ones. Further, the behavior of the phosphor dissolution in the obtained slags during the heating of pellet feed samples was evaluated. In this phase different temperatures, resident times and basicities were experimented using a laboratory furnace. The results indicated improvements in the phosphor dissolution with the basicity increase when temperatures above 900°C were applied.