Estudio termodinámico de concreciones ferruginosas del yacimiento Moa occidental para su uso siderúrgico

Abstract

Las concreciones ferruginosas (escombros lateríticos) constituyen pasivos ambientales de la industria del níquel en Moa. Este artículo reporta el estudio termodinámico de muestras de concreciones del yacimiento Moa Occidental (Zona A) utilizadas en la descarburización del acero ACI HK40 producido en un horno de arco eléctrico. Las muestras de las fracciones granulométricas seleccionadas fueron caracterizadas utilizando técnicas de Fluorescencia de rayos x y Difracción de rayos x. Los resultados evidenciaron la presencia mayoritaria de fases mineralógicas de hierro como maghemita y goethita, en correspondencia con los contenidos de óxido de hierro(III). El estudio termodinámico se centró en las reacciones que pueden ocurrir en el baño metálico cuando es añadido el material al horno. Se pronosticó así que entre los 1573 K y 1973 K no es posible la reacción de descarburización con los óxidos de silicio, aluminio y manganeso contenidos en los escombros, los que pasan a formar parte de las escorias; mientras que el óxido de hierro(II), producto de la reducción del óxido de hierro(III) en la interfase metal – escoria, actúa como oxidante del carbono y de otras impurezas en el baño metálico fundido. Las pruebas experimentales desarrolladas a escala industrial corroboraron los pronósticos del estudio termodinámico y demostraron la posibilidad de utilizar de estas concreciones las partículas mayores de 2 mm como oxidantes durante la etapa de descarburización del acero ACI HK-40, sin afectar la composición química exigida para la aleación.