Resumen

En esta investigación se desarrolló un modelo teórico para la determinación del Cociente de Anisotropía del Coque (CAQ) del semicoque a partir de las propiedades de su carbón precursor. El CAQ permite definir la resistencia y la reactividad del semicoque en el alto horno. Usando material residual de las pruebas de fluidez se realizó un análisis textural para determinar el CAQ real sobre 36 muestras de semicoque. Las principales texturas observadas para los carbones bituminosos fueron: isotrópicas y circulares para los de alta volatilidad (HVB); cintas lenticulares y finas para los de media volatilidad (MVB); y cintas medias y gruesas para los de baja volatilidad (LVB). El CAQ varió en un rango de 1a 11. Análisis de componentes principales (PCA) y regresión múltiple permitieron reconocer la importancia de ciertas propiedades del carbón para determinar el CAQ. El análisis estadístico sugirió que el CAQ puede predecirse mejor a partir de la fluidez, la materia volátil y el Ro de los carbones precursores. Este modelo fue validado a través de la comparación con datos reales de carbones de Polonia. Este trabajo proporciona un medio de control de calidad que podría implementarse en la producción de coque colombiano.

1 INTRODUCCIÓN

El coque es el principal producto del tratamiento térmico (flujo de calor) de los carbones bituminosos, provocado por la destilación destructiva o la pirólisis de la materia orgánica en un horno o en algunas condiciones geológicas naturales específicas [1],[2]. Como el carbón es un material naturalmente heterogéneo, es necesario determinar sus propiedades físico-químicas y ópticas para definir los usos potenciales y predecir su comportamiento tecnológico [3],[4]. El coque se utiliza en diferentes industrias debido a su alto poder calorífico, su contenido en carbono, sus macerales fusibles (materia orgánica reactiva) y su alto grado de pureza [5]. La fabricación de acero requiere un coque con estándares de alta calidad, por ejemplo, para proporcionar calor, un entorno reductor y un agente permeable en el alto horno durante la producción de acero, se requiere un coque con valores de Resistencia después de la Reacción con CO2 (CSR) > 65% [5],[6], y un Índice de Reactividad (CRI) entre 20 y 30% [7]. Según [7] estos índices de calidad del coque dependen del carbón precursor (en un 70%), de la preparación de la muestra y de las condiciones de operación del horno durante la producción del coque (el 30% restante). Teniendo en cuenta que, en Colombia, el valor de las exportaciones de carbón y coque en el segundo trimestre de 2017 aportó 1.549,81 millones de dólares FOB (Free On Board) al presupuesto del país, según el Ministerio de Minas y Energía, es necesario realizar estudios para mejorar la calidad del coque colombiano y que se puedan cumplir los estándares internacionales.

• Materias:Combustibles fósiles Carbón
• Subjects:Fossil fuels Coal
• Palabras claves:Carbones; Coeficiente de anisotropía del Coque (CAQ); Semicoque; Componentes texturales; Cordillera oriental de Colombia
• Keywords:Coal; Coke anisotropy quotient (caq); Semi-coke; Principal component analysis (pca); Textural component; Colombian Eastern cordillera