A process optimization on high temperature electrolytic desulfurization in hot metal pretreatment using magnesit-based desulfurizer

Optimización del proceso de desulfuración electrolítica a alta temperatura en el pretratamiento de metales en caliente utilizando un desulfurizador a base de magnesita

Se utilizó un desulfurizador a base de magnesita para eliminar el azufre del metal caliente mediante la técnica de electrólisis a alta temperatura. Mediante la realización de experimentos factoriales ortogonales se comprobó que el efecto de la corriente eléctrica sobre la desulfuración es más significativo que el de la temperatura. Los resultados de la prueba de una sola cola muestran que, cuando la temperatura es constante, la tasa de desulfuración aumenta primero con el aumento de la corriente hasta alcanzar un valor máximo y, a continuación, tras descender hasta el nivel más bajo, vuelve a aumentar gradualmente a medida que sigue aumentando la corriente. Por último, se obtiene una condición experimental óptima como temperatura de 1 400 °C y corriente de 1 A, con lo que se consigue una tasa de desulfuración de 47,6 wt./% /min, lo que corresponde a una eficiencia de desulfuración del 62,6 %.

INTRODUCCIÓN

En los procesos tradicionales de desulfuración de metales en caliente [1], la operación de desulfuración se realiza principalmente añadiendo un desulfurizador. En el proceso de desulfuración por alimentación de alambre, es necesario fabricar el alambre en el que se añade el agente desulfurizador, todo lo cual consume energía y, sin duda, complica el proceso [2]. En términos de eficiencia de desulfuración, el desulfurizador no puede desempeñar su papel con eficacia. Además, junto con el progreso de la reacción, la basicidad y la viscosidad del desulfurizador y la temperatura cambiarán, lo que afecta aún más a la eficiencia de desulfuración [3]. Por lo que respecta al dispositivo, cuanto mayores sean la temperatura y la basicidad de la reacción y mayor sea el tiempo de reacción, más estrictos serán los requisitos para el equipo de desulfuración y, por tanto, mayor será el coste de producción [4-5]. En el presente trabajo, se llevaron a cabo experimentos de desulfuración utilizando un agente de desulfuración a base de magnesita constituido por [MgF₂,63 wt./%] [CaF₂, 12 wt./%] [NaF 18 wt./%] y [MgO 7 wt./%] con el fin de encontrar una condición óptima para la desulfuración electrolítica a alta temperatura en el pretratamiento de metales en caliente.

Fundamento teórico de la reacción de desulfuración basada en magnesita

En el proceso de electrólisis de fundición con fluoruro de magnesio se producen las siguientes reacciones:

​$2MgF_2(s)=MgF_4^{2-} (diss)+Mg{2+}(diss)$   (1)