ES2923938T3 - Procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo - Google Patents

Procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo Download PDF

Info

Publication number
ES2923938T3
ES2923938T3 ES18196811T ES18196811T ES2923938T3 ES 2923938 T3 ES2923938 T3 ES 2923938T3 ES 18196811 T ES18196811 T ES 18196811T ES 18196811 T ES18196811 T ES 18196811T ES 2923938 T3 ES2923938 T3 ES 2923938T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
weight
granules
oxide
copr
chromium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18196811T
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Boll
Ulrike Zampieri
Johannes Nell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Group Hong Kong Ltd
Original Assignee
Brother Group Hong Kong Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Group Hong Kong Ltd filed Critical Brother Group Hong Kong Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2923938T3 publication Critical patent/ES2923938T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/243—Binding; Briquetting ; Granulating with binders inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C35/00—Master alloys for iron or steel
    • C22C35/005—Master alloys for iron or steel based on iron, e.g. ferro-alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

La invención proporciona un proceso para preparar gránulos que contienen hierro y cromo que comprende los pasos a) producir gránulos de mineral que comprende mezclar material de mineral de cromo, residuos del proceso de mineral de cromo (COPR) con menos del 3 % de componentes reductores carbonáceos seleccionados de antracita, carbón, coque y carbón bituminoso,b) opcionalmente secar los gránulos de mineral obtenidos después del paso a), yc) calcinar los gránulos de mineral, así como nuevos gránulos que contienen hierro y cromo que se pueden obtener mediante dicho proceso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo
La invención se refiere a un procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo, a gránulos que contienen hierro y cromo y a su uso para la preparación de ferrocromo, así como a un procedimiento para la preparación de ferro-cromo usando los gránulos que contienen hierro y cromo.
Una aleación que contiene hierro y cromo ampliamente usada es el denominado ferrocromo. El ferrocromo se usa en la industria de acero inoxidable para aumentar la resistividad del acero contra el agua y el aire para evitar la formación de óxido. La fuente de hierro y cromo para la producción de ferrocromo es habitualmente cromita, un mena de cromo, que se encuentra en algunas partes del mundo, como en Sudáfrica.
La producción de ferrocromo se lleva a cabo en grandes hornos de arco eléctricamente calentados o altos hornos a altas temperaturas, usando un reductor basado en carbono que puede formar parte del electrodo o que se mezcla en la mena de cromo, o ambos. El consumo de electricidad es significativo y determina la rentabilidad de un procedimiento que usa hornos eléctricamente calentados. El procedimiento da como resultado una aleación fundida líquida que se moldea en moldes, y una capa de residuo parcialmente fundido que flota encima del metal líquido, la escoria.
El uso de material de mena de cromo fino, denominado “finos” o “ harina” , es económicamente interesante, ya que disminuye significativamente el tiempo de permanencia necesario de la mena en la masa fundida durante el procedimiento de reducción, pero es difícil en la práctica. En los hornos de arco se forma una fuerte corriente de gas caliente que da como resultado una corriente ascendente. Las partículas de los finos son demasiado pequeñas como para caer en el horno: no alcanzarán las zonas más calientes (masa fundida) para la reducción. La mayor parte de este material se soplará fuera del horno con la corriente de gas de escape. Para obtener los finos en una forma adecuada, se formaron gránulos a partir de los finos como se describe en el documento ZA 2004-03429 A. En Minerals Engineering (2012), 34, 55-62, se proporciona una descripción detallada de los aglutinantes usados y sus propiedades y efectos sobre la resistencia de gránulos y otras propiedades.
Los gránulos producidos según el procedimiento del documento ZA 2004-03429 A y según Minerals Engineering (2012), 34, 55-62, están hechos de mena de cromita, un reductor carbonoso y un agente aglutinante denominado no convertido o no activado. El agente aglutinante es una arcilla principalmente a base de sílice, como bentonita. La bentonita comprende aproximadamente el 24 % en peso de silicio.
Existen algunas desventajas de este procedimiento y los gránulos producidos según este procedimiento: el agente aglutinante bentonita no contiene ni hierro ni cromo y, por lo tanto, no puede contribuir a la formación posterior de ferrocromo. En cambio, la sílice contenida en la bentonita aumenta la cantidad de escoria inútil y costosa. La escoria no sólo es un subproducto no deseado en el procedimiento para la producción de ferrocromo sino que, además, su formación requiere energía eléctrica adicional (por ejemplo, para calentamiento y para el rendimiento reducido del horno). Otra desventaja del procedimiento es el efecto de la bentonita sobre la densidad de los gránulos húmedos alimentados a un horno de túnel para la etapa previa a la calcinación. La bentonita absorbe agua y disminuye la densidad de los gránulos, lo que conduce a un menor rendimiento de material a través del horno de túnel, ya que esto está limitado por el volumen por unidad de tiempo, pero al productor se le paga por masa de gránulos producidos. Por otro lado, el volumen de poro de los gránulos es importante, ya que los gases reductores formados en el procedimiento de horno de arco necesitan alcanzar los óxidos en los gránulos. Por lo tanto, se desea un mayor contenido de cromo y una densidad aumentada de los gránulos secos sin procesar con tan sólo pequeños cambios en la porosidad de los gránulos calcinados endurecidos. Esto da como resultado una menor producción de escoria, mayor rendimiento a través del horno (de túnel).
DWARAPUDI, S. y col. describieron un método para la producción de gránulos aglutinados en frío a partir de finos de cromita en el que se mezclan sobrecarga de cromita (es decir, residuo de procedimiento de mena de cromita), aglutinante y polvo de coque en “ Development of Cold Bonded Chromite Pellets for Ferrochrome Production in Submerged Arc Furnace” , ISIJ INTERNATIONAL, vol. 53, n.° 1, 2013. Se estudiaron diferentes aglutinantes mediante experimentos de granulación de laboratorio para determinar su idoneidad para la aglutinación en frío de los gránulos. Como resultado, se encontró que un aglutinante compuesto que comprendía dextrina y bentonita era adecuado y se sometieron a prueba gránulos preparados a partir del mismo para determinar su comportamiento a baja y alta temperatura.
En “The soda-ash roasting of chromite minerals: Kinetics considerations” de TATHVADKAR V D Y COL. (METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSANCTIONS B, SPRINGER-VERLAG, NUEVA YORK, vol. 32, n.° 4, 1 de agosto de 2001 (01 -08-2001), páginas 593-602, XP019697245), se estudia una tostación de ceniza de sosa del mineral de cromita habitualmente usado para la producción de cromato de sodio soluble en agua. La formación de cromato de sodio durante la reacción de tostación de ceniza de sosa depende de la presión parcial de oxígeno y la disponibilidad de oxígeno en el frente de reacción. Se estudiaron los efectos de la temperatura, presión parcial de oxígeno, composición de carga y sus papeles sobre la reacción de tostación global para analizar el mecanismo de reacción. Se comenta la influencia de los parámetros de procedimiento tales como la adición de álcali y residuo de procedimiento como material de carga sobre la velocidad de reacción global. Se analizan etapas determinantes de la velocidad para la reacción de tostación de ceniza de sosa. También se examina la importancia de la fase líquida binaria de Na2CO3-Na2CrO4 durante la reacción en la determinación de su velocidad. Se muestra que los resultados experimentales para la reacción de tostación se pueden describir mejor mediante la ecuación de Ginstling y Brounshtein (GB) para la cinética controlada por difusión.
El documento US 3816 095 A presentado el 11 de junio de 194 por BRUEN C Y COL. describe un método para recuperar valores de cromo a partir de mena de cromita, que inicialmente implica granular una mezcla de mena de cromita y ceniza de sosa, preferiblemente sin la inclusión de residuo de mena de cromita lixiviado recirculado u otro diluyente refractario, empleando agua, o preferiblemente un electrolito tal como una disolución acuosa de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, aluminato de sodio, silicato de sodio, cromato de sodio o una mezcla de los mismos como líquido de granulación. Para reducir la tendencia de los gránulos a fundirse y fusionarse durante la etapa de tostación, la mena de cromita se calienta en condiciones oxidantes, ya sea antes o después de incorporarse en los gránulos, hasta un grado suficiente para oxidar al menos el 40 % del óxido ferroso contenido para dar el estado férrico. A continuación, se tuestan los gránulos en condiciones oxidantes, preferiblemente en un lecho estático, después se disgregan y se extraen para obtener una disolución acuosa del cromato de sodio soluble así formado.
“ Study the effect of chromite ore properties on pelletisation process” de SINGH V Y COL. (INTERNATIONAL JOURNAL OF MINERAL PREOCESSING, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, NL, vol. 88, n.° 1­ 2, 1 de agosto de 2008 (01-08-2008), páginas 13-17, XP023440242) estudiaron propiedades de mena de cromo en diversos subprocedimientos de granulación (molienda, filtración, granulación y sinterización). Los resultados del estudio muestran que las menas recogidas a partir de diferentes caras de trabajo de una mina muestran la diferencia significativa para desestabilizar el procedimiento con calidad de producto degradada. Se encontró que la combinación podía ser una opción adecuada para personalizar la alimentación de calidad deseada para la eficiencia de procedimiento estable y la calidad del producto con una utilización adecuada de recursos naturales.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención era proporcionar un procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo que evite las desventajas de la técnica anterior y que conduzca a gránulos que puedan usarse preferiblemente en un procedimiento para la preparación de ferrocromo que muestre una formación de escoria reducida, mayor densidad en la etapa en verde (no calcinada) y en la calcinada y un contenido de cromo mayor que los gránulos preparados con un aglutinante de la técnica anterior.
Además, los gránulos deben poder usarse preferiblemente en un procedimiento para la preparación de ferrocromo que es energéticamente más eficiente. Con este fin, los gránulos deben prepararse esencialmente sin usar reductores carbonosos y/o componentes reductores, que reducen el óxido metálico de los gránulos durante la calcinación. Además, un objetivo de la presente invención era proporcionar gránulos que contienen hierro y cromo que muestren una estabilidad suficiente para almacenarse y/o transportarse, por ejemplo, transportarse al procedimiento para la producción de ferrocromo.
Se encontró sorprendentemente que el CORP cumple todos los requisitos anteriores con un nivel igual o mayor que el aglutinante usado como estado de la técnica.
Por lo tanto la invención proporciona un procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo que comprende las etapas de
a) producir gránulos de mena que comprenden la mezcla de material de mena de cromo, residuo de procedimiento de mena de cromo (COPR) y agua,
b) opcionalmente secar los gránulos de mena obtenidos en la etapa a), y
c) calcinar los gránulos de mena,
en donde menos del 3 % en peso de componentes reductores carbonosos seleccionados de antracita, carbón, coque y carbón bituminoso están presentes en la etapa a).
Etapa a)
Material de mena de cromo
Preferiblemente, el material de mena de cromo usado en la etapa a) contiene:
• óxido de cromo (III) (C 2O3): del 26 al 54 % en peso, de manera particularmente preferible del 40 al 45 % en peso,
• óxido de aluminio (Al2O3): del 10 al 30 % en peso, de manera particularmente preferible del 13 al 18 % en peso, • óxido de hierro (II) (FeO): del 12 al 36 % en peso, de manera particularmente preferible del 20 al 28 % en peso, • óxido de magnesio (MgO): del 9 al 22 % en peso, de manera particularmente preferible del 10 al 15 % en peso, • óxido de calcio (CaO): < 5 % en peso, de manera particularmente preferible < 1 % en peso, y
• óxido de silicio (SiO2): del 1 al 18 % en peso, de manera particularmente preferible del 2 al 5 % en peso, mientras que el % en peso se refiere al peso del material de mena de cromo.
Los depósitos de menas de cromo más grandes en el mundo se encuentran en Sudáfrica, Zimbabue, Turquía y Filipinas y en algunos otros países. La mena de cromo se divide en dos categorías: la calidad metalúrgica con > 45 % en peso de Cr2O3 y la calidad química con < 45 % en peso y > 40 % en peso de C 2O3. El depósito más grande conocido de mena de cromo se encuentra en Zimbabue con más de 300 millones de toneladas.
Residuo de procedimiento de mena de cromo
El residuo de procedimiento de mena de cromo (COPR), también denominado algunas veces residuo de procesamiento de mena de cromita, lo conoce el experto en la técnica como corriente de residuos que comprende cromo y otros óxidos metálicos a partir de la producción industrial de cromato. El residuo de procedimiento de mena de cromo (COPR) usado en la etapa a) es preferiblemente un subproducto del procedimiento de producción de monocromato de sodio. En el mismo, se mezcla la mena de cromo con ceniza de sosa y se calienta hasta una temperatura de aproximadamente 1200 0C en condiciones de oxidación. Se lixivia la mezcla de reacción con agua y el residuo sólido seco es el denominado residuo de procedimiento de mena de cromo (COPR).
Preferiblemente, el COPR se obtiene en el procedimiento para producir monocromato de sodio a partir de cromita mediante una digestión alcalina oxidativa con carbonato de sodio (procedimiento sin cal, contenido de CaO de < 5 % en peso).
Preferiblemente, el COPR contiene óxidos metálicos tales como óxido de cromo (III) (Cr2O3), óxido de aluminio (Al2O3), óxido de hierro (III) (Fe2O3), óxido de hierro (II) (FeO), óxido de magnesio (MgO), óxido de calcio (CaO), óxido de silicio (SiO2), óxido de vanadio (V2O5), óxido de sodio (Na2O) y monocromato de sodio (Na2CrO4).
El Cr (VI) está presente preferiblemente como monocromato de sodio (Na2CrO4) en el COPR.
El contenido de CaO del COPR es preferiblemente de menos del 15 % en peso, de manera particularmente preferible menos del 10 % en peso, lo más preferiblemente menos del 5 % en peso.
COPR contiene preferiblemente:
óxido de cromo (III) (C 2O3): del 7 al 13 % en peso, preferiblemente del 7,5 al 12,5 % en peso, óxido de aluminio (A^O3): del 10 al 30 % en peso, preferiblemente del 18 al 24 % en peso,
óxido de hierro (II) (FeO): del 36 al 44 % en peso, preferiblemente del 37 al 42 % en peso,
óxido de hierro (III) (Fe2O3): > 0,5 % en peso, preferiblemente > 2 % en peso,
óxido de magnesio (MgO): del 9 al 18 % en peso, preferiblemente del 10 al 17 % en peso,
óxido de calcio (CaO): < 10 % en peso, preferiblemente < 5 % en peso,
óxido de silicio (SiO2): del 0 al 3 % en peso, preferiblemente del 1 al 3 % en peso,
óxido de vanadio (V2O5): < 1 % en peso, preferiblemente < 0,5 % en peso,
óxido de sodio (Na2O): del 0 al 5 % en peso, preferiblemente del 2 al 5 % en peso, y
monocromato de sodio (Na2CrO4): del 0 al 4,7 % en peso, preferiblemente <0,0003 % en peso, mientras que el % en peso se refiere al peso del COPR.
Preferiblemente, el contenido de Cr(VI) del COPR es del 0,01 -1 % en peso.
Preferiblemente, el contenido de Cr en el COPR es del 2 al 25 % en peso, de manera particularmente preferible del 5 al 9 % en peso.
Preferiblemente, el contenido de Fe en el COPR es del 28 al 35 % en peso, de manera particularmente preferible del 29 al 34 % en peso.
Preferiblemente, el contenido de Si en el COPR es del 0 al 1,5 % en peso, de manera particularmente preferible del 0,4 al 1,0 % en peso.
Alternativamente, el contenido de Cr(VI) del COPR es preferiblemente < 0,0001 % en peso.
COPR con un contenido de Cr(VI) de < 0,0001 % en peso se obtiene preferiblemente mediante un procedimiento de reducción de COPR con un contenido de Cr(VI) del 0,01-1 % en peso ya que la reducción de Cr(VI) para dar Cr(III) tiene lugar preferiblemente mediante polietilenglicol (PEG) o glicerol como se describe en el documento WO 2014/006196 A1 o, alternativamente, en una atmósfera que contiene menos del 0,1 % en volumen de un gas oxidante como se describe en el documento WO 2016074878 A1.
Todo el % en peso mencionado anteriormente se refiere al peso del COPR.
Componente reductor
En la presente solicitud, menos del 3 % en peso de reductores carbonosos seleccionados de antracita, carbón, coque y carbón bituminoso están presentes en la etapa a), preferiblemente menos del 2 % en peso, más preferiblemente menos del 1 % en peso y lo más preferiblemente el 0 % en peso (es decir, no se usan en absoluto) basándose en la cantidad de material de mena de cromo, COPR y el componente reductor.
En una realización preferida, menos del 3 % en peso de reductores de carbonados globales están presentes en la etapa a). El término reductores carbonosos globales se refiere a antracita, carbón, coque y material bituminoso, pero también a todas las sustancias orgánicas que pueden reducir los óxidos de Fe o de Cr en el material de mena de cromo en las condiciones de sinterización de la etapa c).
En una realización preferida adicional, menos del 3 % en peso de componentes reductores globales están presentes en la etapa a). El término componentes reductores globales incluye todas las sustancias inorgánicas y orgánicas, preferiblemente orgánicas, que pueden reducir los óxidos de Fe o de Cr en el material de mena de cromo en las condiciones de sinterización de la etapa c).
Normalmente, la cantidad de los reductores en la mezcla obtenida después del mezclado en la etapa a) o en los gránulos obtenidos a partir de la etapa a) no es mayor que la cantidad de reductor presente en la etapa a).
La antracita contiene preferiblemente menos del 1 % en peso de compuestos orgánicos. Tales compuestos orgánicos se evaporan preferiblemente a temperaturas por encima de 70 0C hasta 1400 0C en una atmósfera inerte. Estos compuestos orgánicos son preferiblemente hidrocarburos saturados e insaturados.
La cantidad de estos compuestos orgánicos se determina calentando el componente reductor en una atmósfera inerte hasta la temperatura objetivo y tomando lecturas sobre la pérdida de masa. Esta pérdida de masa detectada se resta de la pérdida de masa encontrada en el calentamiento de los gránulos en una segunda etapa, con el fin de calcular el grado de reducción.
El procedimiento
Existen diferentes formas conocidas por el experto para mezclar el material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional en la primera etapa de la etapa a).
Preferiblemente, el mezclado se lleva a cabo usando un molino en seco.
Preferiblemente se muelen los componentes sólidos usados en la etapa a). La molienda puede tener lugar antes del mezclado en la etapa a), durante el mezclado en la etapa a) o después del mezclado en la etapa a).
Preferiblemente, el material de mena de cromo, COPR y un componente reductor se muelen durante el mezclado en la etapa a).
Preferiblemente, la mezcla de los sólidos, obtenida después del mezclado del material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional en la etapa a), comprende:
• del 82 al 99,9 % en peso, de manera particularmente preferible del 93 al 99 % en peso de material de mena de cromo,
• del 0,1 al 15 % en peso, de manera particularmente preferible del 0,1 % al 5 % en peso de COPR, y • 0 < 3 % en peso, de manera particularmente preferible del 0 al 2 % en peso, lo más preferiblemente del 0 al 1 % en peso de reductores carbonosos, mientras que el % en peso se refiere al peso de la mezcla obtenida después del mezclado de material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional en la etapa a). En una realización alternativa, la mezcla de los sólidos, obtenida después del mezclado del material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional en la etapa a), comprende
• del 82 al 99,9 % en peso, de manera particularmente preferible del 93 al 99 % en peso de material de mena de cromo,
• del 0,1 al 15 % en peso, de manera particularmente preferible del 0,1 % al 5 % en peso de COPR, y
• 0 < 3 % en peso, de manera particularmente preferible del 0 al 2 % en peso, lo más preferiblemente del 0 al 1 % en peso de reductores carbonosos, mientras que el % en peso se refiere al peso de la mezcla obtenida después del mezclado de material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional en la etapa a). Preferiblemente, la mezcla obtenida después del mezclado del material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional en la etapa a) proporciona una distribución de tamaño de partícula (d90) de 50 a 100 pm, de manera particularmente preferible de 65 a 85 pm. Según la invención, una d90 de 50 pm significa que el 90 % en volumen de los gránulos de la mezcla tienen un tamaño de partícula de 50 pm y menor.
Preferiblemente, la mezcla obtenida después del mezclado de material de mena de cromo, COPR y un componente reductor opcional se mezcla adicionalmente con agua. De este modo, se produce la granulación. Opcionalmente, la granulación se puede efectuar prensando la mezcla para dar la forma deseada.
La razón en peso de agua con respecto a la suma de los componentes de material de mena de cromo, COPR y un componente reductor es preferiblemente de entre 1:6 y 1: >100, de manera particularmente preferible entre 1:8 y 1: > 100, lo más preferiblemente 1:125.
La granulación puede tener lugar o bien en una bandeja o bien en una unidad de granulación en tambor. De este modo, se obtiene carbono compuesto que contiene gránulos de mena (denominado en “verde” ).
Preferiblemente, los gránulos de mena obtenidos después de la etapa a) tienen un diámetro de 4-30 mm, de manera particularmente preferible 8-20 mm, lo más preferiblemente de 10-15 mm. Para gránulos con una forma no esférica, se considerará que el diámetro de una esfera que tiene el mismo volumen que el gránulo no esférico constituye el diámetro del gránulo no esférica.
Preferiblemente, el contenido de silicio de los gránulos de mena obtenidos después de la etapa a) es inferior al 2,5 % en peso, de manera particularmente preferible inferior al 2 % en peso, mientras que el % en peso se refiere al peso de los gránulos de mena obtenidos después de la etapa a).
Preferiblemente, los gránulos de mena obtenidos después de la etapa a) no se agrietan cuando se dejan caer desde una altura de hasta 0,2 m, de manera particularmente preferible de hasta 0,4 m, lo más preferiblemente de hasta 0,5 m, sobre una placa de acero. Los gránulos de mena húmedos en verde muestran, después del secado en aire, una densidad mayor que los gránulos producidos con aglutinante del estado de la técnica.
Etapa b)
Los gránulos de mena se pueden secar previamente en condiciones ambientales, preferiblemente a una temperatura de 18 a 30 0C, durante de 4 a 40 horas, preferiblemente durante de 12 a 30 horas, pero esto es opcional.
El secado opcional se realiza preferiblemente calentando los gránulos de mena en condiciones atmosféricas. De manera particularmente preferible, el secado tiene lugar a una temperatura superior a 70 0C, lo más preferiblemente superior a 100 0C. El tiempo para el secado es preferiblemente de 2 a 50 horas, de manera particularmente preferible de 6 a 30 horas, y puede realizarse en un horno.
Etapa c)
La calcinación de los gránulos de mena obtenidos después de la etapa a) o la etapa b), si se realiza la etapa b), puede realizarse de diferentes maneras conocidas por el experto. Este procedimiento de sinterización puede realizarse bajo atmósfera de gas ambiental o bajo una atmósfera con nivel de oxígeno reducido en comparación con la atmósfera ambiental.
La unidad de calentamiento es preferiblemente un horno giratorio, un horno de mufla, un horno de tubo o, preferiblemente, un horno de túnel.
En la unidad de calentamiento, los gránulos de mena húmedos u opcionalmente secos obtenidos después de la etapa a) se exponen a temperaturas de 1250 0C a 1600 0C, durante periodos de 1 minuto a 8 horas, preferiblemente de 1300 0C a 1500 0C durante periodos de 5 minutos a 5 horas.
Preferiblemente, la atmósfera inerte contiene menos del 0,1 % en volumen de oxígeno. De manera particularmente preferible, la atmósfera inerte es argón.
Después del calentamiento, los gránulos de mena se pueden enfriar, preferiblemente hasta una temperatura de 18 a 25 °C
Los gránulos obtenidos después de la etapa c) se descargan, ya sea mediante transferencia en caliente directa al horno de fundición o mediante enfriamiento controlado del producto calcinado, para producir gránulos fríos mecánicamente estables.
En los gránulos calcinados obtenidos después de la etapa c) el contenido de Cr (VI) es preferiblemente < 0,0001 % en peso.
Los gránulos calcinados obtenidos después de la etapa c) proporcionan una estabilidad mecánica aumentada en comparación con las obtenidas después de la etapa b).
Los gránulos calcinados se pueden almacenar o transportar adicionalmente, por ejemplo a un horno de arco sumergido eléctrico para la preparación de ferrocromo.
Preferiblemente, los gránulos sinterizados obtenidos después de la etapa c) tienen una resistencia a la compresión en frío de al menos 50 kgf/gránulo y un promedio de aproximadamente 100 kgf/gránulo. Este valor se determina teniendo en cuenta la norma DIN EN 993-5 (2018) colocando un gránulo entre dos placas de acero dispuestas en paralelo. Con un sistema hidráulico, se mueven constantemente las placas una hacia la otra y se aprieta el gránulo en el hueco. La fuerza aplicada se mide continuamente. La medición se detiene en cuanto la fuerza aplicada disminuye mientras las placas todavía están moviéndose una hacia la otra (se ha agrietado el sedimento). La fuerza máxima medida en la configuración descrita se calcula como peso aplicado en kgf. 1 kgf es equivalente a 9,806650 N. En los presentes ejemplos, la resistencia a la compresión en frío se proporciona como promedio de 100 gránulos del mismo tamaño. Mediante el uso de los gránulos sinterizados obtenidos después de la etapa c) se reduce el consumo de energía eléctrica para la reducción completa del metal de hierro y el metal de cromo en el horno de arco.
Gránulos que contienen hierro y cromo
El procedimiento proporciona gránulos que contienen hierro y cromo que contienen:
• cromo: del 25 al 36 % en peso, preferiblemente del 28 al 33 % en peso,
• hierro: del 14 al 24 % en peso, preferiblemente del 15 al 21 % en peso, y
• silicio: del 0,4 al 2 % en peso, preferiblemente del 0,4 % al 1 % en peso,
mientras que el % en peso se refiere al peso de los gránulos que contienen hierro y cromo, que tienen una densidad de > 3,40 g/cm3, preferiblemente > 3,45 g/cm3, más preferiblemente > 3,50 g/cm3.
Preferiblemente, los gránulos que contienen hierro y cromo contienen cromo como óxido de cromo (III)(Cr2O3) y metal de cromo, hierro como óxido de hierro (II) (FeO) y óxido de hierro (III) (Fe2O3) y como metal de hierro, y silicio como óxido de silicio (SiO2).
La razón de metal de hierro con respecto a hierro (II, III) en los gránulos que contienen hierro y cromo es preferiblemente < 1:2, de manera particularmente preferible < 1:10.
La razón de metal de cromo con respecto a cromo (III) en los gránulos que contienen hierro y cromo es preferiblemente < 1:2, de manera particularmente preferible < 1:10.
La razón de metal de hierro y cromo con respecto a hierro (II, III) y cromo (III) en los gránulos que contienen hierro y cromo es preferiblemente < 1:2, de manera particularmente preferible < 1:10.
En los gránulos que contienen hierro y cromo, el contenido de Cr (VI) es preferiblemente < 0,0001 % en peso. De manera particularmente preferible, los gránulos que contienen hierro y cromo están libres de Cr (VI).
Preferiblemente, los gránulos que contienen hierro y cromo tienen un diámetro de 6-13 mm.
Preferiblemente, los gránulos que contienen hierro y cromo se obtienen mediante el procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo según la invención.
La invención se describirá con más detalle en el siguiente ejemplo no limitativo.
Ejemplo A:
99, 2 partes en peso de material de mena de cromo (molido en un procedimiento de molino de bolas en seco hasta d90=82 pm), tipo: calidad química UG2, origen: mina de Sibanya en Waterval Ruestburg, Sudáfrica, humedad del 8,7 % en peso), se mezclaron intensamente con 0,8 partes en peso de COPR, recibió según el procedimiento descrito en el documento WO 2014/006196 A1 y con menos de 0,7 ppm de Cr (VI).
Se colocó el material en un disco de granulación y se pulverizó agua sobre la superficie mientras que el disco estaba girando para producir pequeños gránulos de aproximadamente 3 mm, que se separaron mediante tamizado y se usaron como gránulos de simiente para el procedimiento de granulación real.
Después del procedimiento de granulación, se separaron mediante tamizado los gránulos con un diámetro superior a 11,2 mm y se secaron. Se determinó la densidad de los gránulos secos usando el método de volumen desplazado.
A continuación, se calcinaron los gránulos en un horno de cámara. Se aumentó rápidamente la temperatura (en pocos minutos) hasta 1400 0C y se mantuvo durante 10 minutos. A continuación, se dejaron enfriar los gránulos hasta temperatura ambiental. Se determinó la densidad de los gránulos endurecidos con 200 gránulos mediante el método de volumen de desplazamiento. Se determinó la resistencia a la compresión en frío (CCS) usando 200 gránulos endurecidos producidos como anteriormente.
Ejemplo comparativo según el documento ZA 2004-03429 A, estado de la técnica, ejemplo B
99, 2 partes en peso de material de mena de cromo (molido en un procedimiento de molino de bolas en seco hasta d90=82 pm), tipo: calidad química UG2, origen: mina de Sibanya en Waterval Ruestburg, Sudáfrica, humedad del 8,7 % en peso), se mezclaron intensamente con 0,8 partes en peso de bentonita MB100S (proveedor: LKAB Suecia, el 52 % de S O el 3 % de Na2O, el 1 % de K2O, 0,4 S, contiene el 77 % de montmorillonita y el 6,4 % de CaO y el 10 % de agua, todos % en peso).
Se colocó el material en un disco de granulación y se pulverizó agua sobre la superficie mientras que el disco estaba girando para producir pequeños gránulos de aproximadamente 3 mm, que se separaron mediante tamizado y se usaron como gránulos de simiente para el procedimiento de granulación real.
Después del procedimiento de granulación, se separaron mediante tamizado los gránulos con un diámetro superior a 11,2 mm y se secaron. Se determinó la densidad de los gránulos secos usando el método de volumen desplazado.
A continuación, se calcinaron los gránulos en un horno de cámara. Se aumentó rápidamente la temperatura (en pocos minutos) hasta 1400 0C y se mantuvo durante 10 minutos. A continuación, se dejaron enfriar los gránulos hasta temperatura ambiental. Se determinó la densidad de los gránulos endurecidos con 200 gránulos mediante el método de volumen de desplazamiento. Se determinó la resistencia a la compresión en frío (CCS) usando 200 gránulos endurecidos producidos como anteriormente.
Se calculó la porosidad usando la masa (mgránuio), el volumen (Vgránuio) y la densidad (pmaterialsólido) de los gránulos, usando la siguiente fórmula:
Figure imgf000008_0001
Resultados
Figure imgf000008_0002
Figure imgf000009_0001

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo que comprende las etapas de:
    a) producir gránulos de mena que comprenden la mezcla de material de mena de cromo, residuo de procedimiento de mena de cromo (COPR),
    b) opcionalmente secar los gránulos de mena obtenidos después de la etapa a), y c) calcinar los gránulos de mena,
    en donde menos del 3 % en peso de componentes reductores carbonosos seleccionados de antracita, carbón, coque y carbón bituminoso están presentes en la etapa a), en donde el COPR contiene
    • óxido de cromo (III): del 7 al 13 % en peso, preferiblemente del 7,5 al 12,5 % en peso,
    • óxido de aluminio; del 10 al 30 % en peso, preferiblemente del 18 al 24 % en peso,
    • óxido de hierro (II): del 36 al 44 % en peso, preferiblemente del 37 al 42 % en peso,
    • óxido de hierro (III): > 0,5 % en peso, preferiblemente > 2 % en peso,
    • óxido de magnesio: del 9 al 18 % en peso, preferiblemente del 10 al 17 % en peso,
    • óxido de calcio: < 10 % en peso, preferiblemente < 5 % en peso,
    • óxido de silicio: del 0 al 3 % en peso, preferiblemente del 1 al 3 % en peso, • óxido de vanadio: < 1 % en peso, preferiblemente < 0,5 % en peso,
    • óxido de sodio: del 0 al 5 % en peso, preferiblemente del 2 al 5 % en peso, y • monocromato de sodio: del 0 al 4,7 % en peso, preferiblemente <0,0003 % en peso, mientras que el % en peso se refiere al peso del COPR.
  2. 2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en donde menos del 3 % en peso de componentes reductores carbonosos globales están presente en la etapa a).
  3. 3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en donde la cantidad de componentes reductores globales en la etapa a) es de menos del 3 % en peso, preferiblemente menos del 2 % en peso, más preferiblemente menos del 1 % en peso y lo más preferiblemente del 0 % basándose en la cantidad de material de mena de cromo, COPR y componentes reductores.
  4. 4. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el material de mena de cromo contiene
    • óxido de cromo (III): del 26 al 54 % en peso, de manera particularmente preferible del 40 al 45 % en peso,
    • óxido de aluminio; del 10 al 30 % en peso, de manera particularmente preferible del 13 al 18 % en peso,
    • óxido de hierro (II): del 12 al 36 % en peso, de manera particularmente preferible del 20 al 28 % en peso,
    • óxido de magnesio: del 9 al 22 % en peso, de manera particularmente preferible del 10 al 15 % en peso,
    • óxido de calcio: < 5 % en peso, de manera particularmente preferible < 1 % en peso, y
    • óxido de silicio: del 1 al 18 % en peso, de manera particularmente preferible del 2 al 5 % en peso, mientras que el % en peso se refiere al peso del material de mena de cromo.
  5. 5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el contenido de Cr en el COPR es del 2 al 25 % en peso, preferiblemente del 5 al 9 % en peso, y el contenido de Fe en el COPR es del 28 al 35 % en peso, preferiblemente del 29 al 34 % en peso, mientras que el % en peso se refiere al peso del COPR.
  6. 6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el contenido de Cr(VI) del COPR es < 0,0001 % en peso.
  7. 7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la calcinación en la etapa c) tiene lugar a temperaturas de 1250 0C a 1600 0C, durante periodos de 1 a 8 horas, preferentemente de 1300 0C a 1500 0C durante periodos de 2 a 5 horas.
  8. 8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la calcinación se lleva a cabo en una atmósfera inerte o reductora.
ES18196811T 2018-09-26 2018-09-26 Procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo Active ES2923938T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18196811.6A EP3628753B1 (en) 2018-09-26 2018-09-26 Process for preparing iron- and chrome-containing pellets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2923938T3 true ES2923938T3 (es) 2022-10-03

Family

ID=63685674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18196811T Active ES2923938T3 (es) 2018-09-26 2018-09-26 Procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3628753B1 (es)
ES (1) ES2923938T3 (es)
PL (1) PL3628753T3 (es)
WO (1) WO2020064587A1 (es)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3816095A (en) * 1972-03-09 1974-06-11 Allied Chem Method for recovering chromium values from chromite ore
ZA200403429B (en) 2004-05-06 2005-11-30 Xstrata South Africa Pty Ltd Process.
WO2010103343A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 Tata Steel (Kzn) (Pty) Limited An improved process for production of high carbon ferrochrome (hcfecr) and charge chrome with the use of a new type of chromite ore agglomerates
US9725364B2 (en) 2012-07-06 2017-08-08 Lanxess Deutschland Gmbh Method for reducing hexavalent chromium in oxidic solids
EP3020690A1 (de) 2014-11-13 2016-05-18 LANXESS Deutschland GmbH Verfahren zur Reduktion von sechswertigem Chrom in oxidischen Feststoffen

Also Published As

Publication number Publication date
EP3628753B1 (en) 2022-05-04
PL3628753T3 (pl) 2022-09-12
EP3628753A1 (en) 2020-04-01
WO2020064587A1 (en) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5518837B2 (ja) 金属水酸化物、金属酸化物および／または金属炭酸塩を使用するニッケルおよびコバルトの製造方法
US8557019B2 (en) Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate
EP3760748B1 (en) Process for preparing optimized calcined, iron- and chrome-containing pellets
JP4603626B2 (ja) 還元鉄の製造方法
JP2010229525A (ja) フェロニッケルおよびフェロバナジウムの製造方法
BRPI0804694B1 (pt) processo de produção de pelotas de manganês a partir de minério de manganês sem calcinação e pelota de manganês obtida por tal processo
US3894865A (en) Production of metallurgical pellets in rotary kilns
Zhu et al. Utilization of hydrated lime as binder and fluxing agent for the production of high basicity magnesium fluxed pellets
CN105829551A (zh) 用于制备锰矿石球团的方法
Zhou et al. Separation of ZnO from the stainless steelmaking dust and graphite mixture by microwave irradiation
Mantovani et al. Electric arc furnace dust-coal composite pellet: effects of pellet size, dust composition, and additives on swelling and zinc removal
ES2923938T3 (es) Procedimiento para preparar gránulos que contienen hierro y cromo
Dankwah et al. Carbothermal upgrading of the Awaso bauxite ore using waste pure water sachets as reductant
EP3601625B1 (en) Process for preparing iron- and chrome-containing particles
Li et al. Effect of Cr 2 O 3 addition on the oxidation induration mechanism of Hongge vanadium titanomagnetite pellets
Pal et al. Development of carbon composite iron ore micropellets by using the microfines of iron ore and carbon-bearing materials in iron making
CN108699624B (zh) 改进的钛铁矿熔炼方法
JP The effect of additives and reductants on the strength of reduced iron ore pellet
Chen et al. Preparation of pre-reduced pellet using pyrite cinder containing nonferrous metals with high temperature chloridizingreduction roasting technology—Effect of CaCl2 additive
RU2524878C2 (ru) Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс и способ его получения (варианты)
CN103667688B (zh) 对硼铁矿进行硼铁分离的方法
RU2403294C2 (ru) Промывочный агломерат и способ его производства
WO2024070135A1 (ja) 鉄鉱石ペレットの製造方法
CA2974476A1 (en) Method and arrangement to prepare chromite concentrate for pelletizing and sintering and pelletizing feed
RU2545874C2 (ru) Способ получения магнезиального флюса для выплавки стали