Desenvolvimento de metodologia para avaliação da tendência à reoxidação de pelotas de minério de ferro reduzidas em processo de redução direta a gás.

Abstract

Dentre os processos alternativos de redução de óxido de ferro para a produção de gusa / aço, o de maior utilização atualmente é a redução a gás pela tecnologia Midrex. O produto pode ser o ferro esponja ou DRI (direct reduced iron), composto principalmente de ferro metálico e óxido de ferro, mais alguns contaminantes, ou HBI que é o DRI prensado na forma de briquetes. O DRI apresenta tendência de reoxidação em atmosfera ambiente, principalmente na presença de umidade. As reações são termodinamicamente favorecidas e geram uma grande quantidade de calor, o qual não é eficientemente dissipado em função da forma de empilhamento e da baixa condutividade térmica do material. Com isto, outras reações passam a ser favorecidas termodinâmica e cineticamente, podendo gerar um processo autocatalítico que somente cessa após a completa oxidação do produto. Devido a este fenômeno, vários acidentes já ocorreram em todo o mundo durante o manuseio, transporte e estocagem do DRI. Nos últimos anos, a experiência industrial mostrou que diferentes pelotas têm maior ou menor tendência a gerar DRIs mais reativos. No entanto, testes normalizados em laboratório não apresentam poder discriminatório para prever o caráter pirofórico dos DRIs provenientes das diferentes pelotas de redução direta. Neste estudo propõe-se a realização de um programa de trabalho buscando avaliar a influência de algumas condições do ensaio em laboratório sobre a degradação ou geração de finos e reoxidação destes finos. Com o objetivo de suportar as análises e entender os fenômenos envolvidos, foram realizadas análises de termogravimetria (TGA/DSC) e desintegração dinâmica ISO 11257 “modificada” em amostras de pelotas industriais reconhecidamente com desempenhos distintos reduzidas em laboratório. Os ensaios de termobalança foram realizados pelo Centro de Tecnologia de Ferrosos da Vale, em MG, e os de desintegração sob redução pelo Laboratório da Pelotização, em Vitória, ES. Ao final do estudo é apresentada uma metodologia que consegue distinguir diferentes pelotas de minério de ferro utilizadas na redução direta Midrex quanto a sua tendência à geração de finos e também sua reatividade, a qual pode levar às reações de reoxidação do DRI produzido.