Processo Matmor para fabricação de ferro

Processo Matmor para fabricação de ferro

O processo Matmor é um processo de fabricação de ferro que está sendo desenvolvido pela Environmental Clean Technologies Ltd (ECT). A tecnologia de processo Matmor é uma tecnologia patenteada. A tecnologia é baseada em carvão de linhita e é capaz de substituir minério de ferro granulado de alto teor por matérias-primas alternativas de baixo custo devido à sua química e design exclusivos do forno. Normalmente, o carvão de linhita (também conhecido como carvão marrom) não é usado para aplicações metalúrgicas devido à sua alta matéria volátil e teor de umidade.

A Environmental Clean Technologies Ltd é proprietária da tecnologia de processo Matmor, incluindo instalações, equipamentos e propriedade intelectual (IP). O processo Matmor se colocou para revolucionar o processo de fabricação de ferro primário com um design que consiste em uma retorta Matmor simples, de baixo custo, baixa emissão e patenteada, usando matérias-primas alternativas mais baratas. Esta tecnologia possui duas características exclusivas, a saber:(i) utiliza carvão de linhita como redutor e fonte de calor que não é reivindicado até agora por nenhuma outra tecnologia, e (ii) inclui em seu projeto de planta, um forno de cuba vertical que funciona com a química natural do carvão de lignite.

O desenvolvimento do processo Matmor é baseado na remoção de umidade pela tecnologia Coldry outra tecnologia patenteada da Environmental Clean Technologies Ltd e o aproveitamento da química natural do carvão de linhita através de um processo e um forno de retorta vertical cujo projeto e química de processo é diferentes dos de um alto-forno. A química de processo do processo Matmor utiliza hidrogênio como gás redutor, permitindo temperaturas de operação mais baixas e tempos de processo mais curtos do que na fabricação de ferro por alto-forno.

Embora a tecnologia do processo Matmor seja individualmente atrativa, sua combinação com a tecnologia Coldry tem maior atratividade, pois ambas as tecnologias quando juntas são capazes de alavancar recursos de menor valor (carvão linhito e rejeitos de minério de ferro das minas de minério de ferro) para produzir maior valor, diversificado como ferro e ligas de ferro, além do produto de carvão térmico do processo Coldry.

A tecnologia de processo Matmor é um método de produção de ferro de alta qualidade a partir de carvão de linhita e materiais de rolamento de óxido de ferro, como carepa de laminação, rejeitos de níquel, bem como minério de ferro de alto ou baixo teor. A saída do processo é um produto de ferro limpo cujo tamanho/forma e teor de carbono podem ser controlados para atender aos requisitos do usuário final. O produto de ferro produzido pelo processo Matmor é um substituto de alta qualidade para, ou um complemento para, matéria-prima de sucata metálica usada em forno elétrico a arco ou forno de indução.





Processo Matmor

A primeira etapa do processo Matmor é a preparação das matérias-primas. Esta etapa do processo utiliza a tecnologia Coldry para a preparação das matérias-primas. Tal como no processo Coldry, as matérias-primas constituídas por carvão, óxidos de ferro e fundente são moídas a menos de 8 mm. O material moído é combinado com uma pequena quantidade de água, misturado e extrudado. A mistura extrusada é condicionada até que esteja seca ao toque.

Os pellets semi-secos são transportados para um secador de leito empacotado vertical, onde o ar quente fornecido pelo calor residual é circulado através dos pellets para a remoção da umidade evaporada. Os pellets compostos são descarregados na base do secador e são transportados para a retorta de Matmor. As pelotas compostas são auto-redutoras e auto-fluxantes.

Na segunda etapa do processo, o oxigênio dos óxidos de ferro é removido em uma retorta de Matmor que é um forno de cuba vertical. Os pellets compostos produzidos na primeira etapa são carregados no topo da retorta de Matmor. A atmosfera na retorta é de natureza redutora. Os pellets são aquecidos na retorta nesta atmosfera redutora. À medida que a temperatura dos pellets aumenta, a umidade restante é evaporada e os voláteis de carvão são expulsos como gás combustível. Esse gás combustível é recirculado na base da retorta, onde é aceso, proporcionando um efeito semelhante ao de um alto-forno.

À medida que os pellets de compósito percorrem o centro da retorta, ocorrem reações de redução que removem o oxigênio dos óxidos de ferro. Os pellets reduzidos a quente são descarregados na base da retorta. Estas pelotas quentes contêm carbono, ferro e cinzas. Ar quente ou oxigênio é injetado que queima o carbono restante e aumenta a temperatura dos pellets além do ponto de fusão do ferro para produzir metal líquido e escória. O metal líquido é fundido em ferro gusa ou pode ser levado diretamente para o forno de fabricação de aço.

Produto Matmor

O produto Matmor é um produto de ferro limpo e os parâmetros do processo podem ser ajustados para produzir um produto que atenda às especificações de tamanho/forma e teor de carbono de acordo com os requisitos do usuário final. A composição típica do ferro produzido pelo processo Matmor é Fe – 98,94%, C – 1%, Mn – 0,02% e S – 0,03%. Este produto Matmor foi produzido a partir da qualidade dos materiais de entrada, conforme indicado na Tab 1.

Guia 1 Qualidade dos materiais de entrada
Minério de ferro		Carvão de lignite		Fluxo
Componente	% base seca	Componente	% base seca	Componente	% base seca
Fe	67,42	Análise final		SiO2	7,26
SiO2	2,15	C	65,40	Al2O3	1,64
Não	0,03	H	4,80	Fe2O3	4,57
TiO2	1,02	N	0,60	CaO(CaCO3)	46,70
V	0,37	S	1,50	MgO(MgCO3)	0,44
MgO	2,25	O	24.20	Na(Na2CO3)	0,10
Al	0,27	Minerais e inorgânicos		K2O(K2CO3)	0,17
CaO	0,80	SiO2	0,23	MnO	0,02
Mn	0,09	Al2O3	0,40	TiO2	0,08
Cu	0,004	K2O(K2CO3)	0,034	LOI	39,00
P	0,011	TiO2	0,002
S	0,057	FeS2	0,42
		Fe(F2O3)	0,06
		Ca(CaCO3)	1,30
		Mg(MgCO3)	0,77
		Na(Na2CO3)	0,22
		Cl	0,13

O processo Matmor, a retorta Matmor e o produto Matmor são mostrados na Fig 1.

Fig 1 Processo Matmor de fabricação de ferro

Vantagens do processo Matmor

A seguir estão as vantagens do processo Matmor

• Ele substitui o carvão metalúrgico caro por carvão de linhita, que é barato e disponível em abundância. Atualmente, é o único processo conhecido que utiliza carvão de linhita como agente redutor.
• O processo é capaz de usar minério de ferro mais barato e de baixo teor, substituindo assim o caro minério de ferro de alto teor com teor mínimo de Fe de 60%.
• O processo agrega valor ao material residual de baixo teor de carvão e ferro. Também melhora a segurança energética e de recursos ao se desvincular do carvão metalúrgico e do minério de ferro de alta qualidade.
• O processo é capaz de recuperar materiais residuais contendo ferro, como carepa de laminação, rejeitos de mineração, lodo de ferro e outros materiais residuais contendo Fe.
• Como as temperaturas são baixas, o processo precisa de um calor consideravelmente menor e, portanto, economiza energia. As temperaturas de operação são inferiores a 1000 graus C.
• O processo tem baixo custo de capital, pois não há necessidade de instalação de bateria de coqueria e planta de sinterização. Também é econômico em pequena escala de operação.
• O processo tem emissões de gases mais baixas devido à recirculação de gases residuais.
• A reatividade química do carvão de linhita que é usado como agente redutor no processo é até 1.000 vezes maior do que o carvão preto atualmente usado em outros processos de fabricação de ferro primário.
• O processo produz um produto de ferro de alta qualidade que pode ser usado no processo de fabricação de aço como substituto da sucata de aço.

Status atual da tachnologia de processo Matmor

A Environmental Clean Technologies Limited assinou agora um acordo com a NLC India Limited (NLC) e a NMDC Limited (NMDC) para prosseguir com o desenvolvimento do processo. De acordo com o Master Project Agreement (MPA) assinado em maio de 2018, (i) os parceiros indianos contribuirão com 100% dos fundos do projeto (cerca de 35 milhões de dólares australianos), (ii) um Special Purpose Vehicle (SPV) será criado após a conclusão da fase de pesquisa e desenvolvimento (P&D) do projeto, com a propriedade da ECT – 49 %, NLC – 25,5 %, NMDC – 25,5 %), (iii) direitos de licenciamento global serão concedidos à SPV, excluindo a Austrália, e (iv) royalties futuros serão desembolsados ​​aos sócios de acordo com os percentuais de propriedade da SPV.

A MPA autorizou a ECT a estabelecer a primeira fábrica australiana de Coldry e Matmor do mundo no estado de Tamil Nadu, na Índia, para diversificar o uso de carvão de lignite na geração de eletricidade e incluir a produção de aço a um custo mais baixo com emissões de CO2 significativamente menores.

Começando com uma fase de P&D de 35 milhões de dólares australianos, o projeto visa ampliar as tecnologias Matmor e Coldry da ECT para fornecer uma demonstração integrada de Coldry e uma planta piloto Matmor para validar sua viabilidade técnica e econômica em uma capacidade de cerca de 2 toneladas por hora de metal. A vista pictórica do layout da planta é mostrada na Fig. 2. Atualmente, o projeto básico da planta foi concluído.

Fig 2 Vista pictórica do layout da planta de Matmor