Reducción Directo Fior

1. Reducción Directa en fase gaseosa.
2.1 Fior ( Fluid Iron Ore reduction)..
El proceso FIOR ( Fluidized Iron Ore Reduction) emplea hornos de lecho fluidizado para reducir partículas de mineral de hierro sin aglomerar. El gas reductor se produce por reformación catalítica del gas natural y este compuesto, en su mayor parte, de hidrogeno. La temperatura de reducción es inferior que la delos procesos descritos previamente, del orden de 800°C. Esta temperatura es posible debido a una mayor área interfacial solido – gas con el empleo de finos de mineral y altas presiones.
El proceso FIOR ( Fluidized Iron Ore Reduction) fue desarrollado por la Exxon Research and Engineering a partir de 1960. En 1976 comenzó la operación de planta comercial con una capacidad de procesado de400*103taño de briquetas de hierro de reducción directa en Puerto Ordaz, Venezuela. Esta planta cuyo esquema se muestra en la figura 1. Contiene esencialmente:
* Un secador de mineral para eliminar la humedad superficial.
* Una cámara – tolva con aire comprimido a fin de presurizar la alimentación solida a la presión de operación del reactor de precalentamiento.
* Un reactor deprecalentamiento donde se elimina el resto de humedad y se lleva al mineral a la temperatura requerida del reactor de reducción.
* Tres reactores de reducción en serie en los cuales el mineral se reduce por etapas con un flujo de gas reductor en contracorriente.
* Un reformado de gas natural y un convertidor “shif”, a fin de convertir el gas natural en un gas reductor con alto contenido en H2 y CO pormedio de vapor de agua y un catalizador de níquel; en el convertidor shif se incrementa la relación H2/ CO.
* Una unidad de eliminación de CO2, necesaria para extraer del gas reductor el exceso de CO2 formado en el convertidor “shif” e incrementar así la capacidad reductora de la corriente gaseosa.
* Una maquina de empastillado en la cual los finos del mineral de hierro reducido secomprimen para obtener un producto denso y comparto.
* Un enfriador de briquetas, donde las briquetas calientes se enfrían y se pasiva con aire.
El material mas adecuado al proceso FIOR es una hematita natural con una distribución de tamaños entre 0.05 y 5 mm. El gas reductor es una corriente rica en H2, que se puede obtener por reformado catalítico de gas natural, por oxidación parcial,gasificación de carbón, etc. Se emplea gas natural, antes de ser reformado se desulfura haciéndolo pasar por un lecho de ZnO. El efluente del reformador se introduce en el convertidor “shif”, que contiene un catalizador de oxido de hierro, donde el CO se tranforma en CO2 y mas H2. Este CO2 se elimina mediante una torre de absorción con K2CO3 en caliente.
El mineral, molido y tamizado a los tamaños adecuados,se lleva a un secador rotatorio para eliminar la humedad. Luego por medio de una grúa, se transforma a la parte superior del reactor donde se descarga al sistema de presurización a fin de alcanzar la presión de operación. El sistema de reducción opera a 10 atm y 880 ᴼC. El mineral presurizado y seco, se introduce en el más elevado de los 4 reactores. En este reactor el mineral se precalientahasta la temperatura de reducción por combustión de gas natural y aire precalentado. El gas efluente se limpia, se enfría, se despresuriza y se envía a la atmosfera. El mineral, fluidizado y precalentado, pasa por gravedad al primero de tres reactores de reducción en serie que funciona en régimen de lecho fluidizado. El mineral pasa de uno a otro por acción de la gravedad, manteniendo en la tuberíael régimen fluidizado. El mineral pasa de uno a otro por acción de la gravedad, manteniéndose en las tuberías el régimen de lecho fluidizado. El mineral pasa de uno a otro por acción de la gravedad, manteniendo en las tuberías el régimen fluidizado debido a la circulación del gas reductor en contracorriente.

Se utilizan ciclones intermedios para minimizar la perdida de finos. El gas que sale...