Effect of particle size in the reduction of lateritic Ni ore in a Linder reactor

Efecto del tamaño de partícula en la reducción de mineral de Ni laterítico en un reactor de Linder

Colombia posee mineral de níquel en las tierras altas de la región de San Jorge, al sur del departamento de Córdoba. El material extraído del área se procesa mediante calcinación y fusión en un horno rotatorio y horno eléctrico de arco eléctrico, respectivamente, para obtener el ferroníquel. Durante la trituración, secado y calcinación del mineral dentro del horno rotatorio, se producen finas partículas de mineral que contienen Fe y Ni. Estas partículas finas deben ser aglomeradas y luego devueltas al horno para la calcinación. Dentro del horno, el tamaño del material y la velocidad de los gases limitan la eficiencia del proceso, donde partículas de menos de 2 mm no calcinan y son expulsadas del horno. El presente trabajo analiza la influencia del tamaño de partícula de un mineral laterítico de níquel, sometido a reducción en un reactor de Linder, utilizando dos distribuciones de tamaño de partícula; una muestra convencional para prueba de reducción y otra multa. Los materiales se secaron y luego se redujeron a una temperatura de 950 °C, con carbón como agente reductor. Se encontró que la pérdida de masa debida al tamaño de 98 partícula no era relevante y la disminución del tamaño de partícula mejora la concentración del material deseado, con lo cual se optimiza la recuperación de Fe y Ni durante la etapa de reducción.

Introducción

Uno de los problemas actuales en las industrias extractivas metalúrgicas es la generación de partículas finas durante las operaciones de procesamiento de sus minerales. Las partículas finas requieren procesos adicionales para su aglomeración, lo que exige energía adicional y la adición de reactivos que funcionen como agentes aglutinantes. Esto mejora la consistencia de las pellas, briquetas o extruidos obtenidos a partir de las partículas finas, aportando material adicional con valor comercial, sin embargo implica; un aumento de costes para la empresa.

Para la obtención de ferroníquel en la industria metalúrgica es necesario implementar ciertos pasos para optimizar la extracción del mineral (minería, transporte, molienda, homogeneización, secado, calcinación, etc.) que permiten una mayor concentración de material y mejores características. Como resultado, el material puede introducirse en un horno rotatorio para obtener productos calcinados y prerreducidos. Antes de la transformación química del mineral, se requiere un control preciso del tamaño de las partículas durante la trituración, para que éstas lleguen a la etapa de secado con una pérdida mínima de material. Estas partículas pueden continuar hacia el horno rotatorio donde se completa la etapa de calcinación con un mineral grueso que puede resistir la abrasión de la rotación y puede ser reducido a hierro y níquel con la menor cantidad de pérdidas de material, que podría ser arrastrado por los gases, o podría sinterizarse para aglomerarse, y finalmente formar costras o anillos dentro del horno. Durante la etapa de calcinación es importante el manejo de los tamaños de partícula, ya que es el Horno Rotatorio el que decide el tamaño final del producto calcinado y la cantidad de partículas finas que se pueden generar de acuerdo a la calidad mineralógica de los materiales procesados.