Title

Avaliação de novos aglomerantes orgânicos para pelotização de minério de ferro

Evaluation of New Organic Binders for Iron Ore Pelletizing

Authorship

MEIRA, SUIAN ANDRADE; TRÉS, EDUARDO POLTRONIERI; VITORIO, YAGO LANNES; THOMAZINI, ANDERSON DENADAI; COSTA, LUIZ FLÁVIO PEREIRA; SILVEIRA, RAISSA CAPANEMA MENDES DA; PEREIRA, RELPHY BALESTRERO DUTRA

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THOMAZINI, ANDERSON DENADAI

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COSTA, LUIZ FLÁVIO PEREIRA

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SILVEIRA, RAISSA CAPANEMA MENDES DA

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PEREIRA, RELPHY BALESTRERO DUTRA

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DOI

10.5151/2594-357X-44056

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Abstract

A pelotização de minério de ferro tradicionalmente utiliza bentonita como aglomerante, devido à sua capacidade de conferir resistência às pelotas verdes e queimadas. No entanto, a bentonita é uma argila rica em sílica, o que aumenta o teor de ganga nas pelotas, reduzindo o teor de ferro e impactando negativamente a eficiência metalúrgica nos processos siderúrgicos subsequentes, com aumento da formação de escória, maior consumo energético e maiores emissões de CO₂. A substituição da bentonita por aglomerantes orgânicos se consolidou como uma alternativa estratégica para reduzir a incorporação de sílica ao processo, melhorar a qualidade metalúrgica das pelotas e viabilizar o aproveitamento de minérios de menor qualidade, mantendo os parâmetros químicos do produto final. Além disso, essa abordagem está alinhada às metas de sustentabilidade e descarbonização da indústria. O presente trabalho apresenta a avaliação de diferentes formulações de aglomerantes orgânicos, com foco na diversificação de alternativas em relação a esse insumo na pelotização. O desenvolvimento seguiu a metodologia TRL, avançando da validação conceitual (TRL 1–3) até testes em escala laboratorial (TRL 4) e piloto (TRL 5). Nesse contexto, são apresentados os resultados obtidos na etapa piloto, com destaque para as formulações que demonstraram maior potencial para avançar à validação industrial (TRL 6–7).

Iron ore pelletizing traditionally uses bentonite as a binder due to its ability to provide strength to green and fired pellets. However, bentonite is a silica-rich clay, which increases the gangue content in the pellets, reducing the iron grade and negatively impacting metallurgical efficiency in subsequent steelmaking processes, leading to higher slag formation, increased energy consumption, and greater CO₂ emissions. The replacement of bentonite with organic binders has emerged as a strategic alternative to reduce silica input into the process, improve the metallurgical quality of the pellets, and enable the utilization of lower-grade ores while maintaining the chemical specifications of the final product. In addition, this approach is aligned with the sustainability and decarbonization targets of the industry. This study presents the evaluation of different organic binder formulations, focusing on diversifying alternatives to this input in the pelletizing process. The development followed the TRL methodology, progressing from conceptual validation (TRL 1–3) to laboratory-scale testing (TRL 4) and pilot-scale trials (TRL 5). In this context, the results obtained at the pilot stage are presented, highlighting the formulations that demonstrated the greatest potential to advance to industrial validation (TRL 6–7).

Keywords

Aglomerante Orgânico, Pelotização, Bentonita, TRL

Organic Binder, Pelletizing, Bentonite, TRL