Peletización

Química. Minería. Pella. Minerales. Proceso. Transformación

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PELETIZACION

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 partículas esféricas (Pellas verdes) las cuales son endurecidas por cocción en hornos rotatorios.

La peletización tiene gran aplicación en el caso de materiales en forma de partículas muy finas. Es frecuente exigir que la granulometría de la materia prima sean inferiores a 0.200mm y que el 70% sea inferior a 0.075mm, ya que con partículas de mayores tamaños, se obtiene pellas defectuosas. 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 (“en verdes”) se endurecen por cocción en hornos apropiados.

Estas esferas que se obtienen en el proceso de peletización se conocen como PELLAS, y se podría decir que son partículas producidas por aglomerados finos de mineral de hierro concentrado, con características químicas y físicas bien definidas, que después de la cocción se le denomina pella.

Composición De Las Pellas.

Las pellas están formadas por mineral de hierro más una ganga el cual esta compuesto por minerales tales como:

Hierro, oxido de sílice, oxido de aluminio (Al2O3) (alúmina), oxido de calcio (CaO) (cal), oxido de magnesio (MgO) (magnesia), fósforo, azufre y magnesio, todos en diferentes proporciones, siendo el de mayor predominio el Fe.

El Hierro se encuentra en mayor proporción ya que este representa la parte valiosa del producto. Los demás minerales representan el porcentaje restante, el cual debe guardar cierta proporción para que no se vean afectadas ningunas propiedades como la basicidad.

En cuanto al fósforo y el azufre existen en dosis adecuadas ya que de lo contrario perjudicarían las propiedades de las pellas y debilitaría la estructura del hierro. Se debe tener en cuenta que su desaparición no es posible ya que estos le proporcionan cualidades especiales a las pellas para su utilización en el proceso de reducción directa.

Tipos De Pellas:

El tipo de pellas depende de las especificaciones químicas de las mismas.

Entre los tipos de pellas se encuentran:

  • Pella PS6 (Pella de SIDOR N° 6 )

  • Pella PM7 (Pella Minorca N° 7)

  • Pella PS (Pella OPCO)

  • Pella PS3 y PS5 (Bajo contenido de ganga, pella SIDOR)

Para la preparación de estos tipos de pella se requiere la utilización de distintos materiales, cargados en distintas cantidades, lo cual permite darle las características químicas, físicas, granulométricas y metalúrgicas requeridas.

Materia Prima en La Producción De Pella:

Para la elaboración de pellas la materia prima a utilizar son:

- Los minerales de hierro, los cuales determinan la matriz de la pella.

- Los aglomerantes y aditivos que proporcionan propiedades y características requeridas por las mimas.

Aditivo Y Aglomerantes:

Aditivos: Son sustancias que agregadas al mineral fino de hierro modifican la composición química de las pellas, y proporcionan buenas propiedades mecánicas que repercutirán en el comportamiento de las pellas en el proceso de endurecimiento. Para la selección de los aditivos se debe tener en cuenta que no bajen la resistencia mecánica de las pellas verdes.

Desde el punto de vista químico los elementos componentes y las relaciones entre algunos de ellos debes permanecer bajo control para no modificar la calidad de las pellas.

Los objetivos de estos compuestos son:

- promover y facilitar el tamaño de grano del mineral.

- aumentar la resistencia a la comprensión de las pellas verdes.

- mejorara las propiedades de las pellas crudas.

- preparar pellas autos fundentes.

- aumentar la temperatura de desintegración.

Aglomerantes: Son sustancias orgánicas e inorgánicas formadas por areniscas, pizarra o arcilla, que al ser mezcladas con sólidos en forma de polvo o granular forman aglomerados en forma de briquetas, pellas y tabletas. El aglomerante necesario depende de las características del producto requerido.

Se debe establecer las especificaciones del aglomerado, ya que la resistencia, los costos de aglomeración y la necesidad de ser resistentes al agua, dependen de la selección de aglomerantes utilizados en la producción en la producción de pellas, aunque pueden no ser efectivos para briquetas o viceversa.

Los aditivos y aglomerantes usados en la fabricación de las pellas son:

- La Bentonita: Es uno de los aditivos mas usados en la peletización, ya que esta mejora la resistencia de las pellas verdes e incrementa la viscosidad y la tensión superficial del agua ayudando a la compactación de las pellas verdes.

- La cal hidratada: Incrementa la basicidad.

- Dolomita, Sílice, Carbón y Calizas (polvillo): Ajustan los contenidos de CaO y MgO especificos; estos aditivos son de menor calidad que la bentonita.

La planta de pellas de Ferrominera fue inaugurada el 22 de Octubre de 1994, con una capacidad instalada de producción de 3.300.000 Ton/año de pellas oxidadas a partir del mineral fino de hierro proveniente de las instalaciones de procesamiento de mineral de hierro (P.M.H) ubicadas en Puerto Ordaz o directo de las minas existentes en Ciudad Piar.

C.V.G Ferrominera Orinoco:

Es la empresa encargada de la explotación del mineral de hierro, teniendo centros de operaciones en Palúa, Ciudad Piar y Puerto Ordaz. A su vez abastece a la industria siderurgia (SIDOR) y a los mercados internacionales que son económicamente atractivos. Pero antes de ser trasladados a sus diferentes destinos el mineral pasa por diversos procesos, que son los mostrados a continuación:

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

- 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 vagones góndola ubicados en los muelles de carga.

- Transporte a Puerto Ordaz y Descarga: Este se realiza por vía férrea, que son trenes formados por 125 vagones arrastrados por locomotoras. La descarga se realiza con un volteador de vagones con capacidad para 60 vagones por hora.

- Trituración: El mineral pasa por tres molinos para ser reducido de tamaño.

- Cernido y Secado: Es el proceso donde se separa el mineral fino del grueso.

- 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.

- Despacho: es el que se realiza por medio de sistemas de cargas compuesto básicamente por correas transportadoras y balanzas de pesaje.

Una vez separada el mineral, el fino se destina a ser cargado en los vagones para ser despachado a los mercados nacionales e internacionales.

Etapas del proceso de peletización:

En el proceso de peletización se identifican las siguientes etapas:

- Área de manejo y preparación de material ó Dosificación:

Donde se realizan los siguientes procesos:

Recepción del material: en esta etapa del proceso el mineral fino llega a la zona de recepción de material por la vía férrea desde la estación receptora o directamente a la planta mediante el uso de cintas transportadoras.

Almacenamiento: Aquí el mineral a ser procesado se almacena en sitios ubicados en el interior de la planta, de donde se suministra el material a los secadores.

Secado: 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. El aire es calentado haciéndolo fluir a través de la llama del quemador de combustión, por medio de un ventilador. El calor transferido al aire se controla manteniendo constante la temperatura de los gases (esta temperatura representa el nivel de secado deseado). 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.

Separadores: La mezcla molida es llevada a los separadores donde se clasifican al material. El grueso es aquel mayor a 45 micrones es retornado nuevamente a los molinos, y el material fino es depositado en sitios para posteriormente ser mezclado con otros aditivos.

Mezclado: Esta etapa consiste en mezclar el mineral hierro con sus respectivos aglomerantes (cal hidratada o Bentonita) en una composición preestablecida y prehumidificados 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.

- Fabricación de pelas verdes o Boleo:

Discos peletizadores: La mezcla preparada anteriormente se lleva a los discos peletizadores que constan de un disco rotatorio que esta formado en el fondo por una mezcla especial de agua, aditivo y mineral que cumple la función de impedir el amontonamiento del material y distribuir el flujo de este en todo el disco.

Es aquí donde se forman las pellas verdes, debido al efecto de rodamiento provocado por el movimiento circular sobre una superficie inclinada. Luego de formada la pella, se pueden definir de acuerdo a sus características físicas como la granulometría, resistencia a la compresión de 2 a 2.1 kg/pella y la humedad.

- Selección o cribado:

Sistema de doble criba: La función de la doble criba de rodillos es clasificar las pellas, aún verdes, según su tamaño. La criba superior restringe el paso de aquellas pellas de gran tamaño, y permite que aquellas de tamaño aceptable y las muy pequeñas lleguen a la criba inferior. Esta última, se encarga de filtrar las pellas de tamaño ideal y de desechar aquellas que son muy pequeñas. El material rechazado en el cribado es recirculado por las cintas 520BC1 y 520BC2, luego caen en las correas 520BC3 y 520BC4 hasta finalmente llegar a la 430BC2 y ser reprocesado.

Finalmente, las pellas que han sido seleccionadas son transferidas a la parrilla móvil en una camada uniformemente distribuida.

- Endurecimiento o secado:

Este involucrado a los siguientes procesos:

Horno de quemado: Las pellas verdes cribadas son distribuidas sobre carros móviles para su piro-consolidación en el horno de quemado, donde se consolidan las pellas en un horno de parrilla móvil mediante la inyección de gas natural más aire. Esta requiere de cuidado especial en cuanto a la velocidad con la que se realiza el proceso, ya que al aumentar la velocidad aumenta la presión de vapor en el interior de las pellas provocando agrietamiento en las mismas hasta partirse.

Las pellas verdes son quemadas para mejorar sus características mecánicas, es decir, la resistencia a la compresión y el índice de abrasión (resistencia a las condiciones de transporte).

Horno de enfriamiento: Proceso que ocurre en el enfriador anular (630AN1) luego de que las pellas caen desde el horno. Se realiza un enfriado recuperativo y uno final. El enfriador anular tiene la función de transportar una camada de pellas calcinadas por tres zonas de enfriamiento y es básicamente una parrilla que tiene forma de anillo. Las pellas provenientes del horno caen en la zona de carga del enfriador y son apiladas en una tolva, para luego ser nivelada la camada de pellas formando un lecho de grosor constante. El enfriador tiene un accionamiento automático ajustado para mantener la nivelación adecuada. Después, el producto entra en la zona de enfriamiento donde hay un flujo de aspiración de calor hacia arriba, recuperándose de un 80% a un 90% del calor aplicado a las pellas. El aire caliente que deja el lecho es el elemento principal de intercambio de calor utilizado en el proceso de precalentado y secado y también es usado en el horno rotatorio. El enfriador anular posee tres ventiladores para el enfriamiento de las pellas, cada uno suministra aire a zonas determinadas.

Después de enfriadas las pellas son descargadas a través de una tolva a un transportador de bandejas.

Tamices: Después de enfriadas las pellas son descargadas en tamices que las separan, según su tamaño. Las pellas muy pequeñas son llevadas al sistema de recuperación de desechos.

Almacenamiento del producto: El transportador de bandejas lleva las pellas hasta una criba vibratoria donde los materiales demasiado grandes son separados, luego, se criba el material fino, y las pellas con dimensiones adecuadas son transportadas por medio de un sistema de correas al patio de almacenaje. Los desechos obtenidos en esta etapa, son transferidos por una bomba al sistema de recuperación de desechos. El almacenaje de las pellas en el patio es realizado por medio de un apilador con capacidad de 420 toneladas por hora. El patio de almacenaje posee una capacidad de almacenamiento de unas 130.000 toneladas.