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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Substituição parcial de finos de antracito por carvões vegetais de eucalipto na pelota crua de minério de ferro em forno de grelha móvel
Authors: Gustavo Eduardo Praes
First Advisor: Roberto Parreiras Tavares
First Co-advisor: Leandro Rocha Lemos
Abstract: As indústrias de pelotização e sinterização de minério de ferro caracterizam-se por utilizar basicamente como combustíveis de processos: carvão mineral, coque, óleo combustível (derivado de petróleo) e gás natural. Apesar das crescentes pressões das sociedades em geral para a redução das emissões de gases de efeito estufa, derivados da queima de combustíveis fósseis, ainda não há restrição legal ao uso de combustíveis fósseis na indústria de minério de ferro brasileira (Conama, 2007). O presente trabalho foi apoiado pela Samarco Mineração, pelotizadora de minério de ferro brasileira interessada em desenvolver tecnologias alternativas, ambientalmente menos poluentes, isto é, que apresentem uma emissão de CO2 neutra e mais sustentável, para a substituição parcial de finos de carvão mineral antracito. Esta empresa utiliza nas usinas de pelotização como combustível de processo apenas carvão mineral (finos de antracito), coque, gás natural e óleo. Neste trabalho realizaram-se testes de queima de pelotas de minério de ferro. O primeiro teste foi o padrão contendo somente carvão mineral (finos de antracito com teor de voláteis de 10,17%) e os testes seguintes com mistura binária de carvão mineral (finos de antracito com teor de voláteis, variando de 10,17% a 12,30%, dependendo do teste) e carvão vegetal (carvão de eucalipto com teor de voláteis variando de 9,37% a 25,98%, dependendo do teste), em forno piloto de pelotização tipo grelha móvel. Os testes tiveram como premissa substituir a porcentagem em massa equivalente do carbono fixo do carvão mineral, parcialmente, por quantidade equivalente de carbono fixo do carvão vegetal, especificado para cada teste em função do teor de voláteis. Dessa forma, mantendo o teor de carbono fixo da pelota crua em 1,0% em massa, considerando a base seca da mistura (minério de ferro, bentonita, calcário e carvão). Foram comparadas as pelotas padrões (produzidas exclusivamente com os finos de carvão mineral antracito) com as pelotas produzidas com a mistura de finos de carvão mineral antracito e o carvão vegetal de eucalipto. A comparação restringiu-se às propriedades físicas das pelotas consideradas mais relevantes pela Samarco Mineração S.A., isto é: resistência à compressão, tamboramento (retido em 6,3mm) e a abrasão (passante em 0,5mm). Os resultados obtidos mostram que quando comparados ao padrão do teste, produzido apenas com finos de carvão mineral antracito, houve sucesso em substituir pelos menos 10,0% do carvão mineral (teor de voláteis de 10,17%) por carvão vegetal de eucalipto repirolizado (teor de voláteis de 11,14%), e de forma similar 7,5% do mesmo carvão, sendo substituído por carvão vegetal de eucalipto (teor de voláteis de 25,98%). Será necessária a realização dos ensaios metalúrgicos (inchamento, degradação térmica a baixa temperatura, redutibilidade e Propriedades da Redução sob a Carga) para confirmar a possível substituição parcial de finos de carvão mineral por carvão vegetal de eucalipto
Abstract: The pelletizing and sintering industries of iron ore utilize as main process fuels: coal, coke, fuel oil (from petroleum) and natural gas. Despite the growing pressure from societies in general to reduce greenhouse gas emissions from fossil fuel combustion, there is still no legal restriction concerning the usage of fossil fuels in the Brazilian iron ore industry (Conama, 2007). This work was sponsored by Samarco Mineração, a Brazilian iron ore pelletizing producer, interested in developing alternatively, environmentally, and less polluting Technologies for its combustion process. Those would have a neutral and more sustainable CO2 emission, for partial substitution of anthracite fines in bulk. The company has utilised only coal (anthracite fines in bulk), coke, natural gas and oil in its pelletizing plants as process fuel. Tests were carried out to burn iron ore green pellets. The first test was the standard, utilizing only anthracite fines in bulk (10.17% of volatile content) and the following tests were realized with a dual mixture of anthracite fines in bulk (volatile content ranging from 10.17% to 12.3% %, according to each test) and charcoal (eucalyptus coal with volatile content varying from 9.37% to 25.98%, according to each test), in a laboratory scale travelling grate indurating machine. The tests had the target to replace a percentage by mass equivalent of the fixed carbon of the anthracite fines in bulk, partially, by the equivalent amount of fixed carbon of the charcoal for each test as a function of volatile content. Thus, keeping the fixed carbon content of the green pellets by 1.0% by mass, on the dry basis of the mixture (iron ore, bentonite, limestone and charcoal). The burned pellets, with the dual mixture of fuels, were compared to the standard pellets (produced only with anthracite fines in bulk). The comparasion between pellets was restricted to the physical properties of pellets, those properties considered more important for Samarco Mineração S.A. are: crushing strength, tumble index (retained at 6.3mm) and abrasion (pass through at 0.5mm). The results obtained show that when compared to the standard test, produced only with anthracite fines in bulk, there was success in replacing at least 10.0% of anthracite fines in bulk (volatile content of 10.17%), in percentage of fixed carbon, per charcoal from eucalyptus from charcoal repyrolysed (11.14% volatile content) and in a similar way 7.5% of the same anthracite fines in bulk, being replaced by eucalyptus from charcoal (volatile content of 25,98%). Metallurgical tests are necessary and should be carried (Swelling test, low-temperature disintegration test, reducibility and pressure drop) to confirm a partial substitution of anthracites in fines bulk per eucalyptus charcoal
Subject: Engenharia metalúrgica
Dióxido de carbono
Antracito
Metalurgia extrativa
Carvão vegetal
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3DHG4
Issue Date: 27-Feb-2018
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