Aprovechamiento de partículas de ultrafinos de carbón de una planta lavadora en la producción de coque metalúrgico

Using ultrafine particles from a coal washing plant in metallurgical coke production

Se estudió el aprovechamiento en mezclas de ultrafinos provenientes de una planta de lavado de carbón para la producción de coque por el proceso de briquetación, utilizando 6% en peso de alquitrán de carbón como aglomerante. Se caracterizaron las materias primas y se realizó una prueba piloto de coquización en un horno tipo Koppers. Se determinó la calidad del coque por pruebas de análisis próximo, estabilidad (Micum 10, M₁₀ y Micum 40, M₄₀), índice de reactividad del coque al CO₂ (CRI) y de resistencia después de la reacción con dióxido de carbono (CSR). Los resultados mostraron que la briquetación permite obtener un coque con un CRI de 19,0% y un CSR de 75,6%, características requeridas en los procesos metalúrgicos.

Introducción

El lavado del carbón en la industria siderúrgica se utiliza para adecuar la calidad del material cuando no cumple con las especificaciones de contenido de cenizas y azufre. En los procesos de beneficio el carbón generalmente se separa y lava en tres corrientes paralelas, diferenciadas por la granulometría en gruesos, finos y ultrafinos. Para la coquización se mezclan los gruesos y los finos (tamaño superior a 0,5 mm) (Zimmerman, 1982) y los ultrafinos (tamaño menor a 0,5 mm) y se almacenan o desechan (Stationary Sources Branch, 1988). Estos ultrafinos de carbón, aunque son de buena calidad, debido a su misma naturaleza y procedencia no pueden utilizarse directamente en coquización porque ocasionan problemas de manejo (Wen, 2000). Sin embargo, por el alto costo del carbón coquizable es necesario bus car alternativas para su aprovechamiento en la fabricación de coque metalúrgico, y el proceso de briquetación es una buena alternativa.

El comportamiento en la briquetación depende del  tipo  de  carbón (aglomerante y no aglomerante) y las condiciones del proceso (presión, temperatura, granulometría, aditivos), de tal manera que existen carbones que pueden briquetearse a presiones tan bajas como 70 Bar, y carbones que requieren presiones  tan altas como 1.725 Bar, con temperaturas que van desde la ambiente hasta 450 °C, con el fin hacer interactuar las fuerzas intramoleculares de las partículas (Dainton et al., 1958; Lowry, 1963; Mangena et al., 2007).

Para el presente trabajo se emplearon ultrafinos de una planta lavadora, se caracterizaron, se briquetearon, se coquizaron, y el producto resultante se caracterizó para su uso en el alto horno    de una siderúrgica.