Utilização de radiação micro-ondas para melhoria do controle de umidade de pelotas de minério de ferro
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Maurício Covcevich Bagatini
Luiz Fernando Andrade de Castro
Roberto Galéry
Leonardo Martins Graça
Henrique Dias Gatti Turrer
Luiz Fernando Andrade de Castro
Roberto Galéry
Leonardo Martins Graça
Henrique Dias Gatti Turrer
Resumo
O empobrecimento das reservas mundiais de minério de ferro tem levado à maior necessidade de beneficiamento e a tecnologia mais eficiente para a aglomeração destes minérios para aplicação siderúrgica é a pelotização. No entanto, o controle da umidade é crítico para o processo. A presente tese investigou o uso da tecnologia micro-ondas para o controle da umidade de aglomerados, através do estudo cinético da secagem em bancada e piloto, e ainda o efeito no prensamento do minério, pois a granulometria do concentrado impacta diretamente a etapa anterior de filtragem.
No presente estudo foi apresentado o mecanismo cinético para a secagem das pelotas através de micro-ondas, baseado em ensaios de bancada. A secagem completa ocorreu em 150 s, sendo que o método convencional remove apenas 60 % da umidade do aglomerado neste período. Ainda, os fenômenos cinéticos de secagem em escala piloto foram investigados. O novo processo acoplando aquecimento convectivo com micro-ondas apresentou melhor secagem que o processo convencional, já que as regiões de condensação no interior do leito foram completamente mitigadas. Adicionalmente, o processo de cominuição por prensamento foi otimizado pela utilização de micro-ondas. A aplicação inovadora para a operação de prensamento de pellet feed elevou a superfície específica com a exposição a micro-ondas, devido ao micro-trincamento e secagem dos minerais. A partir da microscopia ótica e de varredura foram demostrados estes ganhos.
Portanto, de maneira holística o estudo contribuiu para uma inovação na rota de processo com uso da tecnologia micro-ondas controlando a umidade, aumentando a eficiência no prensamento dos minerais e secagem dos aglomerados.
Abstract
The depleting of the world's iron ore reserves has increased the upgrading need. Currently, the most efficient agglomeration technology to enable the use of fine ore in the ironmaking is the pelletizing. However, moisture control is key to the process. The present thesis investigated the use of microwave technology for the agglomerate moisture control, through the kinetic study in bench and pilot scale drying, as well as the effect on the ore pressing process, due the strong impact of the ore particle size on the filtration.
The present thesis proposes a novel kinetic mechanism for the pellets drying by means of microwaves, in bench scale. The complete drying occurred in 150 s, and the conventional method removes only 60% of the agglomerate moisture in this period. The kinetic drying phenomena at pilot scale was investigated. The new process coupling convective microwave heating had better drying than the conventional process, since the condensation regions inside the bed were completely mitigated. Additionally, the crushing by pressing was optimized using microwaves. The innovative application for the pellet feed operation increased the specific surface area with microwave exposure due to micro-cracking and drying of the minerals. Optical and scanning microscopy were used in this characterization.
Therefore, holistic the study contributed to an innovation in the process route with the use of microwave technology controlling the humidity, increasing the efficiency in pressing and drying the iron ore.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Metalurgia extrativa, Pelotização (Beneficiamento de minério), Minérios de ferro, Microondas
Palavras-chave
Pelota de minério de ferro, Micro-ondas, Secagem