Proceso Matmor para la fabricación de hierro

Proceso Matmor para la fabricación de hierro

El proceso Matmor es un proceso de fabricación de hierro que actualmente está siendo desarrollado por Environmental Clean Technologies Ltd (ECT). La tecnología de proceso Matmor es una tecnología patentada. La tecnología se basa en carbón de lignito y es capaz de reemplazar el mineral de hierro en trozos de alto grado con materias primas alternativas de menor costo debido a su diseño químico y de horno únicos. Normalmente, el carbón de lignito (también conocido como lignito) no se usa para aplicaciones metalúrgicas debido a su alto contenido de materia volátil y humedad.

Environmental Clean Technologies Ltd es el propietario de la tecnología de proceso de Matmor, incluida la planta, el equipo y la propiedad intelectual (PI). El proceso Matmor se ha posicionado para revolucionar el proceso de fabricación de hierro primario con un diseño que consiste en una retorta Matmor simple, de bajo costo, baja emisión y patentada que utiliza materias primas alternativas más baratas. Esta tecnología comprende dos características exclusivas a saber:(i) utiliza carbón de lignito como reductor y fuente de calor, lo que hasta el momento no es reivindicado por ninguna otra tecnología, y (ii) incluye en su diseño de planta un horno de cuba vertical que funciona con la química natural del carbón de lignito.

El desarrollo del proceso Matmor se basa en la eliminación de la humedad mediante la tecnología Coldry, otra tecnología patentada de Environmental Clean Technologies Ltd, y el aprovechamiento de la química natural del carbón de lignito a través de un proceso y un horno de retorta vertical cuyo diseño y proceso químico son diferentes a las de un alto horno. El proceso químico del proceso Matmor utiliza hidrógeno como gas reductor, lo que permite temperaturas de operación más bajas y tiempos de proceso más cortos que los contrarrestados en la fabricación de hierro por alto horno.

Aunque la tecnología del proceso Matmor es individualmente atractiva, su combinación con la tecnología Coldry tiene mayor atractivo ya que ambas tecnologías, cuando juntas, pueden aprovechar recursos de menor valor (carbón de lignito y relaves de mineral de hierro de las minas de mineral de hierro) para producir mayor valor, diversificado. salidas como hierro y aleaciones de hierro además del producto de carbón térmico del proceso Coldry.

La tecnología de proceso de Matmor es un método para producir hierro de alta calidad a partir de carbón de lignito y materiales que contienen óxido de hierro, como cascarilla de laminación, relaves de níquel y mineral de hierro de alta o baja ley. El resultado del proceso es un producto de hierro limpio cuyo tamaño/forma y contenido de carbono se pueden controlar para cumplir con los requisitos del usuario final. El producto de hierro producido por el proceso Matmor es un sustituto de alta calidad o un complemento de la materia prima de chatarra utilizada en hornos de arco eléctrico o hornos de inducción.

Proceso Matmor

El primer paso del proceso Matmor es la preparación de las materias primas. Este paso del proceso utiliza la tecnología Coldry para la preparación de las materias primas. Como se hace en el proceso Coldry, las materias primas que consisten en carbón, óxidos de hierro y fundente se muelen a menos de 8 mm. El material molido se combina con una pequeña cantidad de agua, se mezcla y se extruye. La mezcla extruida se acondiciona hasta que esté seca al tacto.

Los gránulos semisecos se transportan a un secador de lecho compacto vertical, donde el aire caliente proporcionado por el calor residual circula a través de los gránulos para eliminar la humedad evaporada. Los gránulos compuestos se descargan en la base del secador y se transportan a la retorta Matmor. Los gránulos compuestos son autoreductores y autofundentes.

En el segundo paso del proceso, el oxígeno de los óxidos de hierro se elimina en una retorta Matmor, que es un horno de cuba vertical. Los gránulos compuestos producidos en el primer paso se cargan en la parte superior de la retorta Matmor. La atmósfera en la retorta es de naturaleza reductora. Los gránulos se calientan en la retorta en esta atmósfera reductora. A medida que aumenta la temperatura de los gránulos, la humedad restante se evapora y los volátiles del carbón se eliminan como gas combustible. Este gas combustible se recircula a la base de la retorta, donde se encienden, proporcionando un efecto similar al de un alto horno.

A medida que los gránulos compuestos descienden por el centro de la retorta, tienen lugar reacciones de reducción que eliminan el oxígeno de los óxidos de hierro. Los gránulos reducidos en caliente se descargan en la base de la retorta. Estos gránulos calientes contienen carbono, hierro y cenizas. Se inyecta aire caliente u oxígeno que quema el carbono restante y eleva la temperatura de los gránulos más allá del punto de fusión del hierro para producir metal líquido y escoria. El metal líquido se funde en arrabio o se puede llevar directamente al horno de fabricación de acero.

Producto Matmor

El producto Matmor es un producto de hierro limpio y los parámetros del proceso se pueden ajustar para producir un producto que cumpla con las especificaciones de tamaño/forma y contenido de carbono según los requisitos del usuario final. La composición típica del hierro producido por el proceso Matmor es Fe – 98,94 %, C – 1 %, Mn – 0,02 % y S – 0,03 %. Este producto de Matmor se ha fabricado a partir de la calidad de los materiales de entrada que se indican en la pestaña 1.

El proceso de Matmor, la retorta de Matmor y el producto de Matmor se muestran en la figura 1.

Fig. 1 Proceso Matmor de fabricación de hierro

Ventajas del proceso Matmor

Las siguientes son las ventajas del proceso Matmor

• Reemplaza el costoso carbón metalúrgico con carbón de lignito que es barato y está disponible en abundancia. Actualmente es el único proceso conocido que utiliza carbón de lignito como agente reductor.
• El proceso es capaz de utilizar mineral de hierro de bajo grado más barato, reemplazando así el costoso mineral de hierro de alto grado con un contenido mínimo de Fe del 60 %.
• El proceso agrega valor al material de desecho que contiene carbón y hierro de bajo grado. También mejora la seguridad energética y de los recursos al desvincularse del carbón coquizable y del mineral de hierro de alta ley.
• El proceso es capaz de recuperar materiales de desecho que contienen hierro, como cascarilla de laminación, rechazos de minería, lodos que contienen hierro y otros materiales de desecho que contienen Fe.
• Dado que las temperaturas son bajas, el proceso necesita mucho menos calor y, por lo tanto, ahorra energía. Las temperaturas de funcionamiento son inferiores a 1000 grados C.
• El proceso tiene un bajo costo de capital ya que no hay necesidad de instalar una batería de horno de coque ni una planta de sinterización. También es económico a pequeña escala de operación.
• El proceso tiene menores emisiones de gases debido a la recirculación de gases residuales.
• La reactividad química del carbón de lignito que se utiliza como agente reductor en el proceso es hasta 1000 veces superior a la del carbón negro que se utiliza actualmente en otros procesos primarios de fabricación de hierro.
• El proceso produce un producto de hierro de alta calidad que se puede utilizar en el proceso de fabricación de acero como reemplazo de la chatarra de acero.

Estado actual de la tecnología del proceso Matmor

Environmental Clean Technologies Limited ahora ha firmado un acuerdo con NLC India limited (NLC) y NMDC Limited (NMDC) para continuar con el desarrollo del proceso. Según el Acuerdo de proyecto maestro (MPA) firmado en mayo de 2018, (i) los socios indios contribuirán con el 100 % de los fondos del proyecto (alrededor de 35 millones de dólares australianos), (ii) se creará un vehículo de propósito especial (SPV) al finalizar de la fase de investigación y desarrollo (I+D) del proyecto, con la propiedad de ECT – 49 %, NLC – 25,5 %, NMDC – 25,5 %), (iii) los derechos de licencia global se otorgarán al SPV, excluyendo Australia, y (iv) las regalías futuras se desembolsarán a los socios de acuerdo con los porcentajes de propiedad del SPV.

La MPA autorizó a ECT a establecer la primera planta Coldry and Matmor del mundo diseñada por Australia en el estado de Tamil Nadu, India, para diversificar el uso del carbón de lignito en la generación de electricidad e incluir la producción de acero a un costo más bajo con emisiones de CO2 significativamente más bajas.

Comenzando con una fase de I+D de 35 millones de dólares australianos, el proyecto tiene como objetivo ampliar las tecnologías Matmor y Coldry de ECT para ofrecer una demostración integrada de Coldry y una planta piloto de Matmor para validar su viabilidad técnica y económica con una capacidad de alrededor de 2 toneladas por hora de metal. La vista pictórica del diseño de la planta se muestra en la Fig. 2. En la actualidad, se ha completado el diseño básico de la planta.

Fig. 2 Vista pictórica del diseño de la planta de Matmor