Title

INVESTIGAÇÃO DOS FENÔMENOS ENVOLVIDOS NA REDUÇÃO DO MINÉRIO DE FERRO POR VOLÁTEIS DE BIOMASSA IN NATURA E CARVÃO VEGETAL

PHENOMENA INVESTIGATION INVOLVED IN THE IRON ORE REDUCTION BY RAW BIOMASS AND CHARCOAL VOLATILES

Authorship

Gonçalves, Manoel Vítor Borel; Bagatini Maurício Covcevich; Mendonça Lucas Marins

Gonçalves, Manoel Vítor Borel; Bagatini Maurício Covcevich; Mendonça Lucas Marins

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DOI

10.5151/2594-357X-40308

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Abstract

Neste estudo, os produtos voláteis da biomassa in natura e do carvão vegetal foram avaliados quanto ao seu potencial redutor sobre o minério de ferro. Primeiramente, amostras de biomassa foram aquecidas até 1000°C sob atmosfera de N2 em um forno resistivo com análise contínua de gás. Na segunda etapa, os experimentos foram conduzidos nas mesmas condições, mas com amostras de minério e biomassa aquecidas simultaneamente. Os resultados de análise de gases mostraram a redução do minério por diferentes agentes redutores e o efeito do craqueamento catalítico do alcatrão, identificado através de testes interrompidos a 600ºC. Os resultados de DRX mostraram que a magnetita foi formada em todos os três tamanhos de partícula de minério e tipos de biomassa, enquanto a wüstita foi identificada apenas quando os voláteis do carvão reagiram com o minério médio e fino. Os testes interrompidos mostraram a capacidade dos voláteis da biomassa em depositar carbono na superfície do minério. Após os experimentos realizados até 1000ºC, a morfologia da wüstita indicou que o H2 foi o principal agente redutor do minério aquecido com carvão vegetal, enquanto o C sólido depositado foi o agente redutor responsável pela morfologia do minério que foi aquecido com a biomassa in natura. 

In this study, the volatile products of raw biomass and charcoal were evaluated for their reducing potential on iron ore. Firstly, biomass samples were heated to 1000°C under N2 atmosphere in a resistive furnace with continuous gas analysis. Following, these experiments were conducted under the same conditions, but with iron ore and biomass heated simultaneously. The gas analysis results showed the reduction of the ore by different reducing agents and the effect of the tar catalytic cracking, identified through interrupted tests at 600ºC. XRD results showed that magnetite was formed in all three ore particle sizes and biomass types, while wüstite was identified only when charcoal volatiles reacted with medium and fine ore. The interrupted tests showed the ability of the biomass volatiles to deposit carbon on the ore surface. After the experiments carried out up to 1000ºC, the wüstite morphology indicated that H2 was the main reducing agent in the ore heated with charcoal, while the deposited solid C was the reducing agent responsible for the ore morphology that was heated with raw biomass.

Keywords

Biomass; Catalitic cracking; Pre-reduction; Microstructure

Biomassa; Craqueamento catalítico; Pré-redução; Microestrutura