Obtencion Del Hierro

1. Go tarea

2. Proceso de Obtención del Hierro y del Acero.

1.1 Proceso Tecnológico de la obtención del hierro 1ª fusión.

Fabricación de hierro y acero.

La fabricación de hierro y acero implica una serie de procesos complejos, mediante los cuales, el mineral de hierro se extrae para producir productos de acero, empleando coque y piedra caliza. Los procesos de conversión siguen los siguientes pasos:

(a) Producción de Coque del carbón mineral, y recuperación de los subproductos.

(b) Preparación de la Caliza.

(c) Extracción del mineral.

(d) Trituración del mineral.

(e) Molienda del mineral.

(f) Beneficio del mineral.

(g) Aglomeración del mineral.

(h) Producción de hierro y subproductos (Alto Horno o Reducción directa).

(i) Desulfuración fuera del horno (Durante su transporte a aceración).

(j) Producción de acero (Horno Eléctrico o Horno Básico al Oxigeno, BOF).

(k) Colada continua o colada en lingoteras.

(l) Procesos de formación primarios (Laminación en caliente de productos plano y/o no planos, Forjas abierta y cerrada).

(m) Procesos de forma secundarios (laminación en frío Trefilado, estampado, embutido).

Se pueden realizar estos pasos en una sola instalación, o en varios lugares completamente separados. En muchos países el acero se fabrica de chatarra, en un horno de arco eléctrico. Por eso, los pasos (a) a (m), posiblemente no siempre sean aplicables a todos los proyectos de fabricación de acero. Una forma alternativa para producir el acero es la de la reducción directa, utilizando gas natural e hidrógeno. El producto de este proceso, hierro esponjoso, se convierte en acero en un horno de arco eléctrico; después de aceración, el metal liquido puede ser solidificado en lingoteras, solidificado en colada continua o bien pasar a un proceso de refinación secundaria, en cuyo caso el metal liquido se somete a un proceso de afino, en donde se disminuyen aún mas los contenidos de alguno elementos indeseables (P, S, O2 disuelto, H2 disuelto).

Una vez que se ha fabricado el acero de la calidad deseada, el metal en estado sólido es deformado plásticamente en un proceso denominado “Laminación en caliente”, es aquí donde se le da la forma final para su comercialización. Hay dos tipos de laminación; para productos planos y no planos. En el primero se producen placas, planchas, láminas, etc. y en el segundo caso se producen perfiles en T, H, L, varilla, alambrón y redondos.

Diagrama de Flujo para la obtención del Arrabio o Hierro Esponja que posteriormente se convertirá en acero.

Metano de formula Química: CH4

Los procesos de obtención del arrabio, son los comprendidos por los incisos del (a) al (h) y sus principios de funcionamiento son como a continuación se describen.

1.2. Funcionamiento y productos obtenidos.

Preparación del mineral.

Los minerales que contienen hierro (hematita, magnetita, pirita, siderita y otros) se trituran, se muelen, se clasifican, se benefician y se aglomeran. La aglomeración se lleva acabo mediante peletización o sinterización, para formar pelotillas, nódulos o briquetas, a fin de tener el mineral concentrado y preacondicionado para alimentarlo a los hornos altos. La preparación del mineral puede generar grandes cantidades de desechos, producir emisiones de polvo y dióxido de azufre.

Hematita Fe2O3(mena roja) 70% de hierro

Magnetita, Fe3O4 (mena negra) 72.4% de hierro

Siderita, FeCO3 (mena café pobre) 48.3% de hierro

Limonita, FeO(OH) (mena café) 60-65% de hierro

Pirita, FeS2 (mena brillante) 48.6% de hierro

Hematita

Magnetita

Limonita

Algunas operaciones básicas en la extracción del mineral son:

Exploración: consiste en la búsqueda del yacimiento o del terreno con el propósito de conocer las características cualitativas y cuantitativas del mineral del hierro (Estudios Geofísicos).

Perforación: Es cuando se forma los hoyos para colocar los explosivos que al ser detonados fracturan el mineral de manera que facilita su remoción y transporte.

Voladura: Son los elementos que se utilizan como explosivos, se usa el ANFO , compuesto por 94% de nitrato de amoniaco, con 6% de gasoil y el ANFOAL compuesto por 87% de nitrato de amoniaco, 3% de gasoil y 10% de aluminio metálico.

Excavación: Una vez fracturado el mineral por efecto de la voladura, es movido por palas eléctricas de los frentes de producción.

Carga y Acarreo del Mineral: Se encarga de acarrear el mineral para depositarlo en carros transportadores y llevarlos a la sección de trituración.

Trituración.

El mineral pasa por tres etapas de trituración para ser reducido de tamaño. Existen dos tipos de trituradoras comúnmente empleadas: Trituradora de quijadas y de cono. En la trituración primaria el mineral entra con un tamaño de aproximadamente 54 in y sale a tamaños de 8 in, la ley del producto se encuentra en un rango de 20 a 55% de Hierro. En la trituración secundaria el mineral se reduce a un tamaño máximo de 2.5 in con una ley entre el 35 y 60%. La trituración terciaria da como resultado un tamaño máximo de 0.75 in con una ley entre el 36 al 60%.

Algunas otras operaciones que se realizan en esta área son:

Cernido y Secado: Es el proceso donde se separa el mineral fino del grueso. El proceso de secado del mineral de hierro se logra gracias a la aplicación de aire caliente hasta lograr un valor de humedad inferior al 1%, requerido para la molienda.

Homogenización y Recuperación: Es depositado en capas superpuestas hasta conformar pilas de mineral homogenizado física y químicamente de acuerdo con las especificaciones de cada producto.

Molienda.

El mineral que sale del secador rotatorio cae a una cinta transportadora que lo lleva a un elevador de cangilones y lo sube hasta los silos de alimentación de molino.

Los molinos usados para esta operación son conocidos como molinos de bolas o de barras. La mezcla molida es llevada a los separadores donde se clasifican al material. El material grueso mayor de 45 micrones es retornado nuevamente a los molinos, y el material fino es depositado en sitios para posteriormente ser mezclado con otros aditivos.

Concentración y Beneficio.

El beneficio del mineral se va logrando al separar la ganga del mineral, lo cual se facilita con las operaciones de trituración y molienda. A medida que se va separando la ganga del mineral, la concentración de minerales de hierro va aumentando. Las técnicas de separación de la ganga incluyen el uso de separadores magnéticos, disolución de la ganga en medios acuosos (agua), flotación de residuos y precipitación del mineral. Para esta última operación se utilizan tanques en donde se pone el mineral en solución acuosa y se facilita la separación.

Una vez que el mineral es separado de la mayor parte de la ganga, también es necesario separarlo de la solvente (agua), esto se logra haciendo pasar la solución acuosa por una serie de filtros donde es separado del agua.

Aglomeración:

Consiste en unir las partículas de mineral finamente molidas con la adición de un aglomerante y aditivos, en un proceso conocido como peletización.

En esta etapa se mezcla el mineral hierro con sus respectivos aglomerantes (cal hidratada o Bentonita) en una composición preestablecida y pre humidificados con un contenido de humedad de aproximadamente el 8% en relación a su peso. Este material base, el cual es a su vez una mezcla del mineral de hierro, aditivos (sílice, dolomita, piedra caliza, o carbón) y material subdimensionado del proceso de fabricación de pellas se extrae del silo de almacenamiento para ser distribuido a las líneas de mezclado y prehumedecidos.

La peletización es un proceso que consiste en la aglomeración del mineral finamente molido o un concentrado por la adición de aglomerantes como el caso de la bentonita y determinada cantidad de agua para darle forma de bolitas esféricas (Pellets verdes) las cuales son endurecidas por cocción en hornos continuos o rotatorios. Es frecuente exigir que la granulometría de la materia prima sea inferior a 0.200mm y que el 70% sea inferior a 0.075mm, ya que con partículas de mayores tamaños, se obtiene pellets defectuosos. Como se indicó, la peletización se caracteriza porque el mineral fino se aglomera en forma de bolitas con un cierto grado de humedad, y luego, en otra segunda operación, esas bolitas crudas (verdes) se endurecen por cocción en hornos apropiados.

Composición Química:

Los pellets están formados por mineral de hierro más una ganga, la cual está compuesta de minerales tales como: oxido de sílice (SiO2), oxido de aluminio

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