Introducción
La demanda global de hierro y acero no para de crecer, al tiempo que los precios de las materias primas, la energía y el transporte siguen aumentando. Las plantas tradicionales necesitan grandes presupuestos de capital y generan altos costes energéticos. Los hornos de coque y las plantas de sinterización en una planta de acero integrada no solo son caros, sino que tienen un impacto medioambiental negativo debido a sus grandes emisiones de dióxido de carbono.
El hierro directamente reducido (HDR) es un método de purificación de mineral de hierro a baja temperatura, con necesidades energéticas menores y plantas de escala inferior. El proceso DRI emplea gas natural para reducir el mineral de hierro y producir un producto de "hierro esponjoso" con concentraciones de hierro (90-94%) similares a las del arrabio. Este hierro esponjoso es una materia prima excelente para los hornos eléctricos usados en las fundiciones pequeñas. Las plantas de DRI están centrando su atención en este proceso tan económico y viable a nivel medioambiental para suministrar una fuente de suministro estable de hierro puro, especialmente con la disponibilidad de gas de esquisto de bajo coste.
¿Por qué es tan importante la identificación de fase con XRD?
Es fundamental conocer la composición mineralogía de la materia prima del mineral de hierro para controlar los costes y optimizar las operaciones de procesamiento. La identificación de la composición mineral de las materias primas entrantes resulta beneficiosa para los procesadores de DRI por diversos motivos:
- El coste de las materias primas depende de la ley de mineral. El análisis del mineral entrante puede ayudar a determinar si la materia prima es un mineral de baja ley o de alta ley.
- Conocer la mineralogía del mineral ayuda a los operadores a determinar las condiciones de procesamiento óptimas, como la temperatura y la composición química para conseguir el mejor rendimiento y controlar los costes de producción.
- El control de la selección de la ley para ofrecer una mineralogía uniforme permite a los operadores estabilizar las condiciones de la planta.
La determinación de la mineralogía de DRI puede afectar al coste de las materias primas, los costes de procesamiento y el precio de los productos acabados. La difracción de rayos X (XRD) puede identificar y cuantificar los minerales críticos del mineral de hierro como las hematitas de alta ley y las goethitas y magnetitas de baja ley. También puede ayudar a identificar minerales de ganga, como la alúmina, el sílice, la gibbsita, el cuarzo y la caolinita que complican las operaciones de procesamiento.
Los siguientes difractogramas de la materia prima entrante de una operación DRI muestran las fases preferidas de hematitas y magnetitas. Todos los picos observados son como se esperaba para estas dos fases minerales.
Controlar el proceso también es importante para garantizar que el mineral se ha reducido completamente de su forma de óxido al hierro elemental. Una reacción incompleta generará pérdidas monetarias a través de una reducción del rendimiento. Contrariamente, dejar que el proceso se extienda más de lo necesario provocará pérdidas económicas a causa del gasto adicional en energía y combustible.
El analizador XRD identifica las diversas fases presentes. Para cuantificar los resultados se utiliza el método del índice de intensidad relativa (RIR).
El analizador Olympus XRD puede determinar el momento en que se completa el proceso de reducción.
El análisis de difracción por rayos x es un método fiable para identificar la mineralogía de un mineral y las fases de proceso. Las plantas de DRI emplean actualmente métodos de química húmeda que no son tan precisos a la hora de identificar las fases del mineral. También pueden enviar las muestras a un laboratorio externo para realizar análisis de XRD, lo que puede requerir mucho tiempo y generar altos costes. Olympus ofrece instrumentos de XRD portátiles que permiten realizar análisis en las instalaciones. La preparación sencilla de las muestras y los análisis rápidos permiten a los operadores probar diversas muestras y controlar su materia prima y sus procesos para poder realizar una toma de decisiones inmediata en el campo.
ConclusiónLos analizadores de difracción por rayos X de Olympus utilizan la tecnología patentada que ha sido desarrollada para el programa Marte Rover de la NASA. Estos dispositivos proporcionan mediciones rápidas en el acto de las materias primas DRI para control de procesos y garantía de calidad.
Ventajas:
|  Analizador XRD portátil TERRA |
