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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

Cementita (Fe 3 C), El

Cementita (Fe 3 C), El Hierro Total: es la suma de todo el hierro presente en una muestra de mineral, pella, HRD o material prerreducido o reoxidado. % Metalización = Metalización = MTZ = (Fe°) x 100 (FeT) donde: FeT = Fe° + Fe +2 + Fe +3 . Esta relación (la metalización) no es una simple relación matemática entre dos valores numéricos independientes, representa de manera directa la calidad del HRD y la efectividad del proceso. Numerador y denominador están íntimamente relacionados entre sí y como se demostrará posteriormente, si aumenta el hierro metálico (Fe°), aumenta la metalización, y si aumenta el hierro total (FeT) también aumentará la metalización, ya que el hierro total (FeT) es función del contenido del hierro metálico. 1.4 REDUCCIÓN DE OXIDOS DE HIERRO: La reducción de los óxidos de hierro, es la reacción que permite transformar los óxidos del mineral, en hierro metálico, el grado de avance de la reacción se mide como porcentaje de reducción como una función del tiempo y se expresa como la relación porcentual entre la cantidad de oxígeno eliminado del óxido y oxígeno susceptible de ser retirado, u oxígeno total combinado con el hierro, al cual se le designa como “Oxígeno Reducible” (O.R.), recordando que el mineral contiene en su ganga una mezcla de óxidos no reducibles a las temperaturas aplicadas en los procesos de reducción directa. La secuencia del proceso de reducción se representa a continuación: Fe 2 O 3 → Fe 3 O 4 → FeO → Fe, y el porcentaje de reducción o reducibilidad se expresa con la siguiente fórmula: % R= (Oxigeno eliminado) x 100 (Oxígeno reducible) El oxígeno reducible (O.R.) es el oxígeno presente en los diferentes óxidos de hierro, se puede calcular con la siguiente relación estequiométrica: (Oxígeno reducible) = O.R. = 48/159,7x(Fe 2 O 3 ) + 64/231,55x(Fe 3 O 4 ) + 16/71.85x(FeO), También se puede calcular aplicando el siguiente balance de masa: O.R. = (Fe°) + (Fe 2 O 3 ) + (Fe 3 O 4 ) + (FeO) – (FeT), O.R. = (hierro + oxígeno) - hierro En muchos casos se puede considerar el porcentaje de reducción como la relación porcentual entre la pérdida de peso de la muestra y el peso de oxigeno reducible (O. R.), sin embargo en muchos procesos de reducción, sobre todos aquellos que contienen carbono en sus agentes reductores (C sólido o CO), se produce deposición de carbono en el producto final, lo cual altera la relación anterior, y se requiere hacer algunas consideraciones matemáticas que incluyan un 10

alance de masa o cualquier otro algoritmo para garantizar el resultado correcto. En estos casos se hace necesario conocer la composición química del producto obtenido en la reducción. 1.5 EL HIERRO. El hierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8 (VIIIB) de la Tabla Periódica de los Elementos. Se simboliza como Fe (de Ferrum): Símbolo químico = Fe Número atómico = 26 Configuración electrónica = 1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6 3d 6 , 4s 2 Valencia = II y III Peso atómico = 55,85 g/mol Punto de fusión = 1534 oC Punto de ebullición = 2862 oC Densidad = 7,86 g/cm3 Punto de Curie = 770 oC Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5%, e igualmente es uno de los elementos más importantes del Universo. El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. El hierro ha sido históricamente un elemento muy importante, tanto así que un período de la historia recibe el nombre de "Edad de Hierro". Como metal, es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre. También abunda en todo el Universo, habiéndose encontrado meteoritos que lo contienen. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan: la hematita (Fe 2 O 3 ), la magnetita (Fe 3 O 4 ), la limonita (Fe 2 O 3`3H 2 O), la wustita (FeO), la siderita (FeCO 3 ), pirita (FeS 2 ), pirrotita (FeS), ilmenita (FeTiO 3 ), etc. Los óxidos de hierro también tienen variadas aplicaciones: como pigmentos en pinturas, obtención de hierro, la magnetita (Fe 3 O 4 ) y el óxido de hierro III en aplicaciones magnéticas, como lodo de perforación en la industria petrolera. La empresa Ferrominera Orinoco (FMO), es la empresa encargada de explotación, proceso y comercialización del mineral de hierro. En la Figura No 2, se muestran equipos y maquinarias usadas por esta empresa. Fig. No 2. Ferrominera Orinoco es la empresa encargada de explotar en mineral de hierro en Venezuela. 11

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