Title

O USO DA TERMODINÂMICA COMPUTACIONAL PARA A SIMULAÇÃO DA RECICLAGEM DE PÓ DE ACIARIA EM FORNO WAELZ

THE USE OF COMPUTATIONAL THERMODYNAMICS FOR SIMULATING THE RECYCLING OF ELECTRIC ARC FURNACE DUST IN WAELZ FURNACE

Authorship

Neto, Flavio Beneduce; Neto, Joao Batista Ferreira

Neto, Flavio Beneduce

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Neto, Joao Batista Ferreira

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DOI

10.5151/2594-5327-21589

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Abstract

Há uma crescente necessidade do controle dos rejeitos provindos dos processos metalúrgicos. Nos fornos elétricos a arco (FEA), além da escória, um dos mais importantes rejeitos é o pó coletado nos filtros. Como ele não pode ser colocado em aterros pela sua, normalmente, alta concentração de metais pesados, esta poeira pode ser realimentada no próprio forno mas este procedimento pode causar distúrbios na sua marcha ou, ainda, processado externamente para ser utilizado em outra aplicação. Tal processamento pode ser hidrometalúrgico ou pirometalúrgico dependendo do material que se deseja produzir. A tecnologia predominante para o processamento pirometalúrgico é a recuperação de zinco em fornos Waelz, embora existam outras tecnologias disponíveis. Neste caso, há dois produtos: um óxido de zinco contendo chumbo e cádmio e uma escória inerte, usualmente com alto teor de ferro, que pode ser reutilizada num FEA ou ser depositada em aterros. O uso da termodinâmica computacional para o modelamento de processos tem sido cada vez mais frequente já que ela pode realizar previsões qualitativas e quantitativas do comportamento do processo o que possibilita a sua otimização. Os dois programas comerciais mais utilizados são o FactSage e o Thermocalc. O objetivo do presente trabalho é o de realizar uma simulação das condições operacionais de um forno Waelz utilizando a termodinâmica computacional. Os resultados mostraram claramente a aplicabilidade desta ferramenta. Variáveis tais como temperatura de processamento, composição da escória e grau de oxidação da atmosfera foram estudados e criticamente discutidos.

There is an increasing need to control the waste from metallurgical processes. In electric arc furnace, besides the slag, a waste of the most important is the dust collected on filters. Since it cannot be disposed of in landfills because of their high concentration of heavy metals, this powder can be fed back into the furnace, causing disturbances in their march, or processed externally to be reused in another application. Such processing may be hydrometallurgical or pyrometallurgical depending on the material you want to produce. The predominant pyrometallurgical processing technology is zinc recovery in Waelz furnaces, although there are other technologies available. In this case two products are marketed: a zinc oxide containing lead and cadmium and an inert slag, usually with high iron content, which can be reused in FEA or be disposed in landfills. The use of computational thermodynamics in the modeling of processes has been increasingly frequent, as it can make predictions of qualitative and quantitative behavior that enable their optimization. The commercial programs are the most used are FactSage and Thermocalc. The objective of this work is to carry out a simulation of the operating conditions of a Waelz furnace using computational thermodynamics. The results clearly showed the applicability of this tool. Variables such as operating temperature, slag chemical composition and degree of oxidation of the atmosphere were studied and critically discussed.

Keywords

Waelz; Pó de aciaria; Termodinâmica computacional; Factsage.

Steelmaking dusts; Computational thermodynamics; Factsage.