Tratamento de Minérios

734 Aglomeração – Parte II: Pelotização CETEM
Mais uma evidência de que a sinterização dos grãos de hematita, que ocorre
durante o processo de queima das pelotas, é um fenômeno termicamente ativado. Isto
foi demonstrado por Wynnyckyj e Fahidy (10) , ao constatarem que os mecanismos
responsáveis pelo aumento da resistência à compressão também são comandados por
leis do tipo Arrhenius, com a energia de ativação dada pela inclinação de gráficos de log
da resistência à compressão versus 1/T.
Em resumo, com relação à parcela da resistência à compressão referente à
eficiência da sinterização e ao crescimento dos grãos de hematita, espera-se que
pelotas com maior teor de CaO e maior tempo de permanência em temperaturas da
ordem de 1300 o C apresentem maior eficiência de sinterização, traduzida em maior
resistência à compressão a frio. Embora os estudos de Toríbio (16) tenham concluído que
a eficiência de sinterização seja influenciada pela tipologia do minério processado, neste
trabalho optou-se por utilizar um único tipo de minério, minimizando este efeito.
Fases Escorificadas
Os aglomerados de minério de ferro produzidos por meio de processos de
pelotização e sinterização constituem-se, geralmente, de Fe 2 O 3 , CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 e MgO.
Elementos tais como P, S, Na, K, Cu, Ti e V, aparecem em quantidades muito pequenas
(menores que 0,05%), em produtos comerciais.
Quando submetidas às condições de queima, além do já descrito fenômeno de
sinterização que ocorre entre as partículas de minério de ferro (Fe 2 O 3 ), várias outras
transformações também se processam, envolvendo, além do Fe 2 O 3 , também outros
compostos (CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 e MgO), chamados aqui de formadores de escória.
Os compostos Fe 2 O 3 , CaO, SiO 2 e MgO apresentam-se como óxidos estáveis sob
determinadas condições. Essa estabilidade é intrínseca de cada óxido e medida,
quantitativamente, pela energia livre de formação destes compostos (∆G°), em função
da temperatura. Quanto mais negativo é o valor dessa variável termodinâmica (∆G°),
maior é a estabilidade do óxido em relação aos elementos que o formam.
A Figura 33 mostra um diagrama de variação de ∆G o com a temperatura, para
importantes óxidos presentes nos processos industriais que envolvem a rota de
fabricação de aço em altos-fornos. Nota-se que cálcio e magnésio formam óxidos de
elevada estabilidade, enquanto que níquel e cobre formam óxidos de estabilidade
relativamente baixa e, ainda, que ferro e cromo podem ser chamados de
intermediários, com relação à estabilidade dos óxidos que formam. Outra observação
importante a ser ressaltada na Figura 33, refere-se à inclinação das curvas, representada
por (d(∆Gº)/dT) = –∆Sº. Neste caso, ∆Sº é a entropia de formação do óxido. De fato,
quando metais reagem com um gás para formar um óxido, o desaparecimento da fase
gasosa resulta em um grande decréscimo da entropia do sistema, tornando positiva a
inclinação das curvas.