Analisis de Magnetita
Analisis de Magnetita
Analisis de Magnetita
Abstract
El proceso de rodadura da como resultado la formación forma porosa o que contiene muchos espacios gaseosos;
de los denominados pelets verdes, los cuales a específicamente es hierro crudo obtenido sometiendo la
continuación son sometidos a un proceso térmico de mena de óxido a una reducción gaseosa sin fundir. Este
endurecimiento (piro consolidación), a fin de otorgarles hierro esponja puede refinarse directamente para producir
la resistencia mecánica necesaria para su utilización. acero en un horno de manufactura eléctrica o utilizarse
en metalurgia de polvos. [3]
Pelets de concentrados de magnetita. Dentro de la reducción directa de pelets de hematita se
llevan a cabo cinco etapas cinéticas importantes [4][6]:
Durante el calentamiento en atmósfera oxidante tiene
lugar la siguiente reacción exotérmica:
a. Transferencia de masa del reductor a través de la
2Fe3O4 + ½ O2 = 3 Fe2O3 ΔH298 = - 52000 cal (1) capa limite externa de la muestra esférica.
b. Difusión del reductor a través de la capa del
Como consecuencia del calor liberado por esta reacción, prerreducido.
la temperatura en el núcleo de los pelets es mayor que la c. Reacción interfacial.
temperatura en la superficie de los pelets y la temperatura d. Difusión del producto gaseoso a través de la capa
media del horno. Con este aumento de temperatura,
del producto sólido
aumenta la dureza de los mismos. e. Transferencia de masa del producto gaseoso a
Según sea la temperatura de calentamiento y el potencial través del límite de la capa.
oxidante de la atmósfera se distinguen los siguientes
casos: 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
a. A temperatura de 200-300º C en atmósfera Las muestras de mineral de magnetita fueron
oxidante: caracterizadas determinándose 42,33% de hierro presente
en las mismas. El mineral fue triturado, molido y
Unión por medio de puentes formados por cristales pulverizado hasta obtener un tamaño granulométrico de
nuevos de hematita en los puntos de contacto entre 100 mallas. Estos finos se beneficiaron en un
partículas parcialmente oxidadas. concentrador magnético tipo tambor, obteniendo 52,21%
b. A temperaturas entre 1100 –1250º C en de material sin ganga. Luego se procedió a realizar la
atmósfera oxidante: mezcla para la posterior peletización de la siguiente
forma:
Unión más fuerte entre partículas totalmente oxidadas
debido a la recristalización completa y crecimiento de Se tomaron 500 gramos de mineral, 100 gramos de
grano de la hematita. bentonita, 30 gramos de caliza y 243,47 gramos de
c. A temperaturas de aprox. 900º C en atmósfera carbón, el cual se determina a partir de la siguiente
neutra o con muy bajo potencial de oxigeno: fórmula:
Unión de partículas de magnetita que no llegaron a Peso del carbón = (C/Fe x Fe t mineral) x (100 – H2O
oxidarse. Sobre la superficie de las partículas comienza la mineral) x Peso mineral (2)
recristalización de la magnetita con crecimiento de grano. C. F. (carbón) x (100 – H2O
d. A temperaturas de 1100- 1200º C en atmósfera con carbón)
muy bajo potencial de oxígeno: La peletización se llevó a cabo en un disco peletizador
con las siguientes características [5]:
En presencia de suficiente cantidad de ganga se forma
una escoria, por ejemplo silicatos (como en el caso de los • Angulo de inclinación 47°
pelets ácidos) la cual extiende sobre la superficie de las • Revoluciones por minuto 18 rpm.
partículas pudiendo impedir el progreso de la oxidación.
• Diámetro del disco 60cm
En este caso, durante el enfriamiento de los pelets, tiene
• Altura de la pared 10cm
lugar la unión de las partículas por adherencia, a través
de la escoria. Este tipo de unión, sin embargo, es de • Alimentación 200 g/min.
menor resistencia que las uniones por recristalización. • Flujo de agua 25 – 32 ml / min.
Se define como reducción directa (RD) al proceso por el El agua adicionada fue del 12% teniendo en cuenta la
cual se produce hierro metálico por medio de la densidad de la magnetita, obteniendo así pelets entre 10 y
reducción del mineral de hierro, por debajo de la 12 mm de tamaño con un peso aproximado de 8 g en
temperatura de fusión de cualquiera de los materiales verde.
involucrados [2].
Para evitar la destrucción en el transporte, carga, y
El producto de la reducción directa recibe el nombre de procesamiento en los reactores de reducción, los pelets
hierro directamente reducido (HDR), conocido como verdes de mineral de hierro son sometidos a un proceso
hierro esponja (HE) el cual se define como hierro en
Scientia et Technica Año XIII, No 36, Septiembre de 2007. Universidad Tecnológica de Pereira. 795
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796 Scientia et Technica Año XIII, No 36, Septiembre de 2007. Universidad Tecnológica de Pereira.
PORCENTAJE (%)
60
40
20
En el proceso de reducción directa las variables del
0
Fe M ETALICO GRADO DE M ETALIZACION horno Linder fueron establecidas obteniendo un
prerreducido de hierro con un promedio en el grado de
1
Figura 2. Grafico Análisis de resultados. Grado de Los resultados obtenidos a partir de los ensayos
metalización – Fe Metálico. químicos, fluorescencia y microscopía permiten concluir
que el mineral es apropiado para procesos de reducción
En la Figura 3 se observa un barrido general para el directa.
prerreducido de hierro obtenido en el horno Linder, aquí
se observan granos de hierro con algunas inclusiones de Teniendo en cuenta la ley del mineral de magnetita y de
silicatos de aluminio y sílice (puntos negros).No se acuerdo a sus condiciones iniciales se puede concluir que
pueden diferenciar, pero son los que generalmente se el grado de metalización promedio obtenido es
forman en el prerreducido, estos granos se encuentran en aceptable.
una matriz de resina (quimident), por eso se observan
delimitaciones en los granos de color blanco 5. BIBLIOGRAFIA
(electrostática).
[1] A. R. Janikow, "Pirometalurgia-Introducción a los
Procesos pirometalúrgicos Extractivos", Editorial UNJU,
ISBN 950-721-143-8, San Salvador de Jujuy, 2000.
La temperatura utilizada de 1100° C en una mufla en [8] J. Sancho, L. F. Verdeja y A. Ballester, “Metalurgia
atmósfera oxidante en el proceso de endurecimiento extractiva”. Procesos de Obtención Vol. II. Editorial
térmico fue determinada teórica y prácticamente siendo Síntesis. Madrid España. Págs. 38 y 39.
la requerida para la transformación de magnetita a
hematita