Title

UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DE MICROTOMOGRAFIA DE RAIOS-X NA CARACTERIZAÇÃO DE BRIQUETES AUTORREDUTORES

USE OF X-RAY MICROTOMOGRAPHY TECHNIQUE IN THE CHARACTERIZATION OF SELF-REDUCING BRIQUETTES

Authorship

LEÃO, PAULA MARIA GOMES CUNHA; NETA, AUGUSTA CERCEAU ISAAC; BAGATINI, MAURÍCIO COVCEVICH

LEÃO, PAULA MARIA GOMES CUNHA

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NETA, AUGUSTA CERCEAU ISAAC

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BAGATINI, MAURÍCIO COVCEVICH

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DOI

10.5151/2594-357X-41465

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Abstract

O USO DE BRIQUETES AUTORREDUTORES COM BIOMASSA é CONSIDERADO UMA ALTERNATIVA COM POTENCIAL PARA REDUZIR O CONSUMO DE COMBUSTíVEIS FóSSEIS NOS REATORES DE REDUçãO E MITIGAR AS EMISSõES DE CO2. NESSE ESTUDO, UMA ABORDAGEM COMBINADA ENVOLVENDO AS TéCNICAS DE MICROTOMOGRAFIA E DIFRAçãO DE RAIOS-X FOI UTILIZADA PARA AVALIAR O COMPORTAMENTO DE AGLOMERADOS AUTORREDUTORES EM DIFERENTES ESTáGIOS DE AQUECIMENTO. OS BRIQUETES FORAM PRODUZIDOS EM ESCALA DE LABORATóRIO, A PARTIR DE UMA COMPOSTA DE MINéRIO DE FERRO, BIOMASSA PIROLISADA A 250ºC E SILICATO DE SóDIO. AS ANáLISES FORAM REALIZADAS COM O MICROSCóPIO DE RAIOS-X 3D ZEISS XRADIA 610 VERSA, COM UM TAMANHO DE PIXEL DE IMAGEM DE 11,3 µM E PROCESSAMENTO DE IMAGENS UTILIZANDO O SOFTWARE COMERCIAL AVIZO. IMAGENS TRIDIMENSIONAIS DA DISTRIBUIçãO ESPACIAL DE POROS E FASES FERROSAS (WUSTITA E FERRO METáLICO) FORAM OBTIDAS. OS RESULTADOS INDICARAM A FORMAçãO DE FERRO METáLICO E REGIõES SINTERIZADAS A PARTIR DE 950ºC, CONSEQUêNCIA DAS REAçõES DE AUTORREDUçãO. OBSERVOU-SE UMA TENDêNCIA DE AUMENTO DA POROSIDADE ATé 950ºC, SEGUIDA POR UM DECRéSCIMO EM MAIORES TEMPERATURAS. COM O AUMENTO DA TEMPERATURA, A REDUçãO PARA WUSTITA E FERRO FOI MAIS ACENTUADA. A ANáLISE QUANTITATIVA OBTIDA POR DRX E MéTODO RIETVELD DEMONSTROU BOA CONCORDâNCIA COM A QUANTIFICAçãO VIA MICROTOMOGRAFIA.

THE USE OF SELF-REDUCING BRIQUETTES WITH BIOMASS IS CONSIDERED A POTENTIAL ALTERNATIVE TO REDUCE THE CONSUMPTION OF FOSSIL FUELS IN REDUCTION REACTORS AND MITIGATE CO2 EMISSIONS. IN THIS STUDY, A COMBINED APPROACH INVOLVING X-RAY MICROTOMOGRAPHY AND X-RAY DIFFRACTION TECHNIQUES WAS USED TO EVALUATE THE BEHAVIOR OF SELF-REDUCING AGGLOMERATES AT DIFFERENT HEATING STAGES. THE BRIQUETTES WERE PRODUCED ON A LABORATORY SCALE USING IRON ORE, BIOMASS TREATED AT 250ºC AND SODIUM SILICATE. THE ANALYSES WERE CARRIED OUT WITH A ZEISS XRADIA 610 VERSA 3D X-RAY MICROSCOPE, OBTAINING AN IMAGE PIXEL SIZE OF 11,3 µM AND IMAGE PROCESSING USING THE COMMERCIAL SOFTWARE AVIZO. THREE-DIMENSIONAL IMAGES OF THE SPATIAL DISTRIBUTION OF PORES AND FERROUS PHASES (WUSTITE AND METALLIC IRON) WERE OBTAINED. THE RESULTS INDICATED THE FORMATION OF METALLIC IRON AND SINTERED REGIONS STARTING AT 950ºC, AS A CONSEQUENCE OF THE SELF-REDUCTION REACTIONS. THERE WAS OBSERVED A TREND OF INCREASING POROSITY UP TO 950ºC, FOLLOWED BY A DECREASE AT HIGHER TEMPERATURES. WITH THE INCREASE IN TEMPERATURE, THE REDUCTION TO WUSTITE AND METALLIC IRON WAS MORE PRONOUNCED. THE QUANTITATIVE ANALYSIS OBTAINED BY XRD AND RIETVELD METHOD SHOWED GOOD AGREEMENT WITH THE QUANTIFICATION VIA MICROTOMOGRAPHY.

Keywords

Briquete autorredutor; Biomassa; Microtomografia de raios-X; Análise de imagens

Self-reducing briquette; Biomass; X-ray microtomography; Image analysis.