Otimização do processo de pelotização visando o incremento da resistência mecânica das pelotas
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
A presença excessiva de partículas finas no minério calcinado é um dos principais aspectos que limitam o aumento da produção, gerando ineficiência energética e instabilidades nos processos. A pelotização é responsável por tratar, em circuito fechado, todo o pó gerado nos fornos elétricos e calcinadores, garantindo a recuperação metálica, uma vez que o pó contém em média 2,4% de níquel. Assim, a sobrevivência das pelotas ao processo de calcinação é fundamental para estabilidade, produtividade e recuperação metálica. Este trabalho teve como objetivo a determinação do ponto ótimo de operação dos discos pelotizadores, visando o aumento da resistência mecânica (kgf) das pelotas. Para isso foram utilizadas as ferramentas estatísticas de planejamento e análise de experimentos. Através de um experimento fatorial com a níveis da velocidade do disco em % RPM (fator A), b níveis da taxa de alimentação em t/h (fator B), n réplicas, sendo que, cada réplica contém todas as combinações dos fatores A e B. Foi realizada a análise da variância (ANOVA) para o fator A, o fator B e interação entre eles. Após a ANOVA, foi possível inferir, através dos métodos de comparações múltiplas de Tukey o melhor ponto de operação. Em seguida essa condição de operação foi replicada para todos os discos pelotizadores. Após três meses de operação na condição otimizada, foi comprovada a redução de 3% na recirculação de pó. A redução da carga circulante de pó em decorrência do aumento da resistência das pelotas possibilitou o incremento da produção em 114 t de níquel/ano, ganho líquido de 1.3 milhões de Reais/ano, redução de 3,2 mil m3 de água/ano, 11,7 mil GJ/ano e redução de 1,5 mil toneladas de CO2eq/ano
Abstract
The excessive fine particles in the calcined ore is one of the main aspects that limit the increase
of production, result in energy inefficiency and instabilities in the processes. The pelletizing
plant is responsible for treating, in closed circuit, the dust generated in electric furnaces and
rotary kilns, guaranteeing the metallic recovery, because the kiln dust contains on average 2.4%
of nickel. The survival of the pellets to the rotary kiln is essential for stability, productivity and
metal recovery. This work had as main objective the determination of the optimum point of
operation of the pelletizing disks, aiming to increase the mechanical resistance (kgf) of the
pellets using the statistical design and analysis of experiments. Through a factorial experiment
with two factors: with a disc speed levels in% RPM (factor A), b feed rate levels in t/h (factor
B), n replicates and each replica containing all combinations of factors A (velocity of the disk)
and B (feed rate), the ANOVA was performed for factor A, factor B and interaction between
them. After the ANOVA, it was possible to infer, through the Tukey multiple comparison
methods, the best point of operation. The best operating condition was the replicated to all four
pelletizing discs. After three months of operation in the optimized condition, it was possible to
verify the reduction of around 3% in the recirculation of kiln dust. The reduction of the
circulating kiln dust load due to the increase in pellet resistance allowed the production to
increase by 114 t nickel/year, net adds of USD 365,545/year, a reduction of 3.200 m3
of water/year, 11.7 thousand GJ/year and a reduction of 1,5 thousand tons of CO2eq/year.
Assunto
Estatística, Pelotização (Beneficiamento de minério), Análise de variância
Palavras-chave
Pelotização, Planejamento e Análise de Experimentos (DOE), Análise de Variância (ANOVA), Comparações Multiplas, Teste de Tukey, Redução de Opex
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