Estudio de reducción de briquetas compuestas de mineral de hierro y bagazo de agave

Abstract

The steel industry is currently focusing on the development of new, more economical and efficient mineral reduction techniques. For example, the reduction of iron ores by biomass. This research proposes the use of agave bagasse for the reduction of an iron concentrate (magnetite) taking advantage of the carbon and hydrogen content in the bagasse. Biomass was characterized by determining some characteristics such as moisture, ash, volatile matter, fixed carbon contents and its calorific value was estimated using the content of main components (cellulose and lignin). To evaluate the feasibility of the use of biomass in the reduction of a mineral concentrate of magnetite, the reduction study was carried out in two stages, the first one evaluating the reduction from powders and the second one using briquettes made from mixtures of iron ore and agave bagasse. The magnetite powders were mixed with certain agave bagasse contents (25, 35 and 50% by weight) under different temperatures (800, 900, 1000, 1100 and 1200 ° C) at three reaction times (15, 30 and 45 minutes) and in argon atmosphere. The experimental results indicate that the reduction of magnetite to wustite occurs at 800C, while at higher temperatures the transformation to metallic iron takes place. This show that agave bagasse is an efficient alternative to reduce magnetite concentrates to Fe° when the biomass: ore ratio is 1:1 at a temperature of 1000°C using 30 minutes of reaction, without reductor gas.

La industria siderúrgica dirige en la actualidad esfuerzos enfocados en el desarrollo de nuevas técnicas de reducción de minerales, más económicas y eficientes; un ejemplo de esto es la reducción de los óxidos de hierro mediante biomasa. Este trabajo de investigación propone el uso de bagazo de agave para la reducción de un concentrado de hierro (magnetita), aprovechando el contenido de elementos como carbono, oxígeno e hidrógeno en el bagazo. Se caracterizó la biomasa determinando algunas de sus características como contenido de humedad, contenido de cenizas, materia volátil, carbón fijo y su poder calorífico fue estimado a partir del contenido de los componentes principales (lignina y celulosa). Para evaluar la factibilidad del uso de la biomasa en la reducción de un concentrado mineral de magnetita se realizó el estudio de reducción en dos etapas, la primera evaluando la reducción a partir de polvos y la segunda usando briquetas fabricadas con mezclas de mineral de hierro y bagazo de agave. Los polvos de magnetita se mezclaron con diferentes contenidos de bagazo de agave (25, 35 y 50 % en peso) y se sometieron a diferentes temperaturas (800, 900, 1000, 1100 y 1200 °C) a tres diferentes tiempos de reacción (15, 30 y 45 minutos) y en atmósfera de argón. Los resultados experimentales indican que a 800 C tiene lugar la reducción de magnetita a wustita, mientras que a temperaturas mayores se presenta la transformación a fierro metálico. Lo anterior permite concluir que el uso del bagazo de agave (relación biomasa: mineral de 1:1), es una alternativa para reducir concentrados de magnetita hasta obtener Fe°, a una temperatura de 1000 C durante 30 minutos de reacción, sin la adición de un gas reductor.