BRPI0620976A2

BRPI0620976A2 - process to produce metal ore pellets, and pellet product

Info

Publication number: BRPI0620976A2
Application number: BRPI0620976-9A
Authority: BR
Inventors: John Kenneth Gilbert; John Samuel Webster
Original assignee: Solsys Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2012-09-18
Also published as: AU2006334542A1; WO2007080356A1; GB2446346A; EA015368B1; CA2635025A1; GB2446346B; EA200801522A1; CN101365813A; GB0810335D0

Abstract

PROCESSO PARA PRODUZIR PELOTAS DE MINéRIO DE METAL, E, PRODUTO DE PELOTA. é descrito um processo para produzir pelotas de minério de metal a partir de um material particulado à base de carbono, um material minério de metal e um aglutinante à base de silicato que inclui um ou mais agentes tensoativos, compreendendo as etapas de: misturar os materiais e o aglutinante e aglomerar a mistura assim formada por tombamento para formar as pelotas à temperatura ambiente. A ação de tombamento, tal como em um tambor rotativo, serve para aglomerar as partículas e aglutinar a mistura na forma de pelotas. Não é necessária nenhuma força de compressão mecânica. O processo fornece um processo simples, mas eficiente, para usar materiais residuais à base de carbono ou materiais residuais de minério de metal, e formar um produto utilizável, que já está pronto para a fusão. Aglomeradores tipo tambor ou recipiente rotativo são de construção relativamente barata, e podem ser capacidades de produção muito altas.PROCESS TO PRODUCE PELLETS FROM METAL ORE AND PELLET PRODUCTS. a process is described for producing metal ore pellets from a carbon-based particulate material, a metal ore material and a silicate-based binder that includes one or more surfactants, comprising the steps of: mixing the materials and the binder and agglomerate the mixture thus formed by tipping to form the pellets at room temperature. The tipping action, as in a rotating drum, serves to agglomerate the particles and agglutinate the mixture in the form of pellets. No mechanical compression force is required. The process provides a simple but efficient process for using carbon-based waste materials or metal ore waste materials to form a usable product, which is already ready for melting. Drum or rotating container agglomerators are relatively inexpensive to build, and can have very high production capacities.

Description

"PROCESSO PARA PRODUZIR PELOTAS DE MINÉRIO DE METAL, E, PRODUTO DE PELOTA""PROCESS FOR PRODUCING METAL ORE PELLETS, AND PELLE PRODUCT"

A presente invenção diz respeito a um produto minério de metal e a um processo para fabricá-lo.The present invention relates to a metal ore product and a process for manufacturing it.

A indústria siderúrgica é uma indústria grande e importante no mundo. A produção de aço em uma usina siderúrgica integrada envolve três etapas básicas. Primeiramente, a fonte de carbono usada para fundir minério de ferro é produzida. Em seguida, o minério de ferro é fundido em um forno. Finalmente, o ferro fundido é processado para produzir aço. Coque é uma fonte comum do carbono usado para fundir e reduzir o minério de ferro. A produção de coque começa com carvão betuminoso pulverizado.The steel industry is a large and important industry in the world. Steel production in an integrated steel mill involves three basic steps. First, the carbon source used to smelt iron ore is produced. Then the iron ore is smelted in an oven. Finally, cast iron is processed to produce steel. Coke is a common source of carbon used to melt and reduce iron ore. Coke production begins with pulverized bituminous coal.

Um problema persistente em muitas produções de combustível sólido, por exemplo, mineração de carvão, é lidar com materiais residuais "finos". Até 10% de material bruto podem acabar como "finos" (geralmente cerca de < 3 mm) ou "ultrafmos" (mícron ou submícron). Este carvão fino é geralmente inutilizado para qualquer processo subseqüente e, mesmo onde o tamanho não é um problema, retém grandes quantidades de água (10% - 30%), que pode torná-lo "pegajoso", difícil e ineficiente de manipular, transportar e queimar.A persistent problem in many solid fuel productions, for example coal mining, is dealing with "fine" waste materials. Up to 10% of raw material can end up as "thin" (usually about <3 mm) or "ultrafine" (micron or submicron). This fine coal is generally unusable for any subsequent process and, even where size is not a problem, retains large amounts of water (10% - 30%), which can make it "sticky", difficult and inefficient to handle, transport. and burn.

Nesse ínterim, um outro material que é atualmente considerado inutilizável são os "finos" de minério de metal. Até 10 ou 20% do processamento e trituração do minério podem resultar em "finos" (geralmente cerca de menos de 2-3 mm) ou ultrafmos (tamanho micrométrico ou submicrométrico). Como finos de carvão, finos de minério de metal são inadequados para processos industriais subseqüentes, e são geralmente considerados um material residual. Um processo conhecido para sua utilização envolve laminação, aquecimento e subseqüente aquecimento dos finos a uma temperatura muito alta da a fim de formar "mármores" de minério". Entretanto, é necessário um maquinário significativo para este processo, e geralmente sua aquisição não é economicamente viável.In the meantime, another material that is currently considered unusable is the "fines" of metal ore. Up to 10 or 20% of ore processing and grinding can result in "fine" (usually less than 2-3 mm) or ultrafine (micrometer or submicron size). Like coal fines, metal ore fines are unsuitable for subsequent industrial processes, and are generally considered a waste material. A known process for its use involves lamination, heating and subsequent heating of the fines to a very high temperature in order to form ore "marbles." However, significant machinery is required for this process, and generally their acquisition is not economically necessary. viable.

E um objetivo da presente invenção prover um produto e processo capazes de usar tais materiais residuais de uma maneira econômica.It is an object of the present invention to provide a product and process capable of using such waste materials in an economical manner.

Assim de acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um processo para produzir pelotas de minério de metal a partir de um material particulado à base de carbono, um material de minério de metal, e um aglutinante à base de silicato que inclui um ou mais agentes tensoativos, compreendendo as etapas de:Thus in accordance with one aspect of the present invention, a process is provided for producing metal ore pellets from a carbon based particulate material, a metal ore material, and a silicate binder which includes one or more more surfactants, comprising the steps of:

misturar os materiais e aglutinante, e aglomerar a mistura assim formada por tombamento para formar pelotas à temperatura ambiente.mix the materials and binder, and agglomerate the mixture thus formed by tipping to form pellets at room temperature.

O uso de aglutinante à base de silicato que inclui um ou mais agentes tensoativos permite ao processo da presente invenção criar pelotas à temperatura ambiente. A formação de pelotas de minério de metal à temperatura ambiente não foi conseguida por nenhum processo da tecnologia anterior.The use of silicate binder which includes one or more surfactants allows the process of the present invention to create pellets at room temperature. The formation of metal ore pellets at room temperature was not achieved by any prior art process.

As pelotas são "firmes" ou "rígidas" no sentido de que elas são manuseáveis, e podem ser armazenadas, empilhadas e/ou transportadas imediatamente, sem exigir nenhuma etapa ou etapas de cura ativa separada. Ou seja, as pelotas curam sem nenhuma assistência ou tratamento adicional, especialmente tratamento térmico e/ou com pressão. Os processos da tecnologia anterior exigiam que fossem formados aglomerados de minério de ferro por laminação agressiva, aquecimento e tratamento térmico com calor e/ou pressão (ar forçado) antes de tais aglomerados ficarem rígidos e manuseáveis. Assim, as pelotas da presente invenção poderiam ser usadas e/ou transportadas imediatamente depois da formação.The pellets are "firm" or "rigid" in the sense that they are manageable, and can be stored, stacked and / or transported immediately without requiring any separate active cure steps or steps. That is, the pellets cure without any further assistance or treatment, especially heat and / or pressure treatment. Prior art processes required that iron ore agglomerates be formed by aggressive rolling, heating and heat treatment with heat and / or pressure (forced air) before such agglomerates became rigid and manageable. Thus, the pellets of the present invention could be used and / or transported immediately after formation.

A ação de tombamento, tal como em um tambor rotativo, serve para aglomerar as partículas e aglutinar a mistura em pelotas, normalmente com uma distribuição de tamanho variável. Não é exigida nenhuma força de compressão mecânica (com sua baixa taxa de produção e alto custo decorrentes), e o processo da presente invenção pode ser realizado à temperatura ambiente. Por ser capaz de realizar o processo à temperatura ambiente, não é necessário equipamento adicional para qualquer tratamento de segundo estágio ativo, ou prover uma temperatura elevada. Isto naturalmente elimina a necessidade de uma fonte de energia, por exemplo, combustível a ser queimado, para criar a temperatura elevada, cuja ação é normalmente uma exigência econômica expressiva de um processo industrial.The tipping action, as in a rotating drum, serves to agglomerate the particles and agglutinate the mixture into pellets, usually with a variable size distribution. No mechanical compression force (with its resulting low production rate and high cost) is required, and the process of the present invention may be performed at room temperature. Being able to perform the process at room temperature, no additional equipment is required for any active second stage treatment, or to provide a high temperature. This naturally eliminates the need for a power source, for example, fuel to be burned, to create high temperature, whose action is usually a significant economic requirement of an industrial process.

O aglutinante da presente invenção permite que as pelotas da presente invenção sejam formadas e se curem em um processo de "fusão a frio". Ou seja, as pelotas podem ser formadas e curar sem a necessidade de nenhuma entrada externa de calor.The binder of the present invention allows the pellets of the present invention to be formed and to cure in a "cold fusion" process. That is, the pellets can be formed and cure without the need for any external heat input.

Além do mais, a presente invenção é particularmente vantajosa em virtude de poder ser um processo de um "único estágio", evitando a necessidade de qualquer pré-mistura ou tratamento dos constituintes envolvidos, e a exigência de qualquer tratamento pós-formação. Da perspectiva de capital e econômica, um processo de um único estágio reduz as exigências necessárias para montar uma usina adaptada para prover o processo da presente invenção, e reduz os custos operacionais pelo fato de ter um processo de um único estágio que opera à temperatura ambiente.Moreover, the present invention is particularly advantageous in that it can be a "single stage" process, avoiding the need for any premixing or treatment of the constituents involved, and the requirement for any post-forming treatment. From a capital and economic perspective, a single stage process reduces the requirements required to assemble a plant adapted to provide the process of the present invention, and reduces operating costs by having a single stage process that operates at room temperature. .

A presente invenção é também vantajosa pelo fato de usar aglutinantes inorgânicos, oposto aos materiais geralmente orgânicos usados como aglutinantes nos processos da tecnologia anterior. O uso de aglutinantes inorgânicos reduz a complexidade do processo e novamente reduz a necessidade de qualquer pré-tratamento ou mistura de materiais aglutinantes. O uso de aglutinante inorgânico à base de silicato apresenta duas vantagens adicionais. Primeiramente, tais aglutinantes não afetam a qualidade da queima do material carbonáceo (já que eles não queimam), ao contrário de materiais orgânicos, tais como amidos (que queimam, e que portanto afetam a qualidade da queima e assim o valor da quantidade de calor do material formado). Tais aglutinantes são também isentos de qualquer implicação ambiental (já que eles não queimam), novamente ao contrário de aglutinantes orgânicos.The present invention is also advantageous in that it uses inorganic binders as opposed to the generally organic materials used as binders in prior art processes. The use of inorganic binders reduces process complexity and again reduces the need for any pretreatment or mixing of binder materials. The use of silicate inorganic binder has two additional advantages. Firstly, such binders do not affect the burning quality of the carbonaceous material (since they do not burn), unlike organic materials such as starches (which burn, and thus affect the quality of the burning and thus the value of the amount of heat). of the formed material). Such binders are also exempt from any environmental implications (since they do not burn), again unlike organic binders.

Uma vez que as pelotas são formadas, elas podem também curar para dar a forma final das pelotas. Em vista da presente invenção, tal cura pode ocorrer à temperatura ambiente, e pode também ocorrer sem nenhuma etapa de cura ativa e/ou separada, especialmente uma etapa de tratamento térmico usada na tecnologia anterior. As pelotas curarão com o tempo sem nenhuma influência externa. Assim, elas poderiam permanecer, por exemplo, por algum tempo, tal como 1-10 dias, em uma posição ou localização adequada, enquanto a cura ocorre depois do tombamento. Assim como o concreto, a cura pode continuar por algum tempo, por exemplo, por diversos dias, mas a invenção fornece pelotas com solidez suficiente depois do tombamento a ponto de que elas fiquem prontas para ser armazenadas, empilhadas, transportadas, usadas, etc. à medida que elas curam.Once the pellets are formed, they can also cure to give the final shape of the pellets. In view of the present invention, such curing may occur at room temperature, and may also occur without any active and / or separate curing step, especially a heat treatment step used in the prior art. The pellets will heal over time without any external influence. Thus, they could remain, for example, for some time, such as 1-10 days, in a suitable position or location while healing occurs after tipping. Like concrete, curing may continue for some time, for example, for several days, but the invention provides pellets of sufficient strength after tipping to the point where they are ready to be stored, stacked, transported, used, etc. as they heal.

O conceito de curar na forma aqui usada inclui qualquer secagem exigida das pelotas formadas além do processo químico que ocorre pelo menos na superfície das pelotas à medida que elas são formadas, preferivelmente para fornecer uma casca dura. Como tal, não se pretende que a presente invenção forneça nenhuma etapa ou ação de secagem separada (sendo em relação a um ou mais materiais ou substâncias líquidas, tal como água, que evapora das pelotas à medida que elas são formadas e curadas). Qualquer tal ação de secagem pós-formação da pelota é considerada secundária ou sem importância, comparada com o ato de formar e curar as pelotas.The concept of curing as used herein includes any required drying of pellets formed in addition to the chemical process that occurs at least on the surface of the pellets as they are formed, preferably to provide a hard shell. As such, the present invention is not intended to provide any separate drying step or action (with respect to one or more liquid materials or substances, such as water, which evaporates from the pellets as they are formed and cured). Any such drying action after pellet formation is considered secondary or unimportant compared to pellet forming and curing.

Preferivelmente, o processo fornece pelotas com uma parte, pele, revestimento ou casca dura. Mais preferivelmente, o interior das pelotas é seco, e total ou substancialmente tem uma forma pequena, preferivelmente micrométrica, aerada ou porosa. Ou seja, a ação do agente tensoativo de extrair o aglutinante de silicato para a superfície das pelotas à medida que elas são formadas cria bolsas ou bolhas de ar no interior, cujo benefício será discutido a seguir.Preferably, the process provides pellets with a hard part, skin, coating or shell. More preferably, the interior of the pellets is dry, and wholly or substantially small in shape, preferably micrometer, aerated or porous. That is, the action of the surfactant extracting the silicate binder to the surface of the pellets as they are formed creates pockets or air bubbles within, the benefit of which will be discussed below.

Em uma modalidade da presente invenção, água é parte da mistura de material e aglutinante, tanto por ser parte do material, parte do aglutinante, adicionado separadamente, quanto uma combinação de quaisquer destes.In one embodiment of the present invention, water is part of the material and binder mixture, either as part of the material, part of the binder, added separately, or a combination of any of these.

A quantidade de água necessária ou desejada para o processo da presente invenção pode depender da natureza do material particulado e do aglutinante.The amount of water required or desired for the process of the present invention may depend on the nature of the particulate material and the binder.

Por exemplo, listados a seguir estão vários tipos de carvão mineral, e seus teores de umidade geralmente encontrados (m/c) à medida que o carvão é minerado, sua quantidade de calor (h/c) e seu teor de carbono.For example, listed below are various types of coal, and their commonly found moisture content (m / c) as coal is mined, its heat content (h / c) and its carbon content.

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A quantidade de calor do carvão pode ser diretamente ligada ao teor de umidade. Portanto, a quantidade de calor de antracito de alta qualidade com um teor de umidade de 15% terá uma quantidade de calor de 26-33 mJ/kg com base em uma matéria mineral sem umidade. Na outra extremidade da escala, linhita, a mais baixa classificação de carvão, terá um teor de umidade de até 45%, com uma quantidade de calor de apenas 10-20 mJ /kg com base em uma matéria mineral sem umidade.The amount of heat of coal can be directly linked to the moisture content. Therefore, the amount of high quality anthracite heat with a moisture content of 15% will have a heat amount of 26-33 mJ / kg based on a moisture-free mineral matter. At the other end of the scale, lignite, the lowest coal rating, will have a moisture content of up to 45%, with a heat content of only 10-20 mJ / kg based on a moisture-free mineral matter.

E uma vantagem particular que a presente invenção pode usar qualquer tipo de material particulado à base de carbono "molhado" ou "seco", embora qualquer material molhado preferivelmente tenha um teor de água máximo de 15-15%. Um nível de umidade como esse pode ser conseguido por trituração, que tem um efeito secante (embora a potência exigida para isto seja bastante inferior à potência exigida para trituração de carvão na forma pulverizada pronta para queima em uma estação de força ou similares).It is a particular advantage that the present invention can use any type of "wet" or "dry" carbon based particulate material, although any wet material preferably has a maximum water content of 15-15%. Such a moisture level can be achieved by grinding, which has a drying effect (although the power required for this is far less than the power required for grinding coal ready for burning in a power station or the like).

Tal material é ainda geralmente considerado na tecnologia "molhado", especialmente com relação, por exemplo, ao processo de briquetagem, que exige que seu material seja completamente seco.Such a material is still generally considered in "wet" technology, especially with regard, for example, to the briquetting process, which requires its material to be completely dry.

Em algumas circunstâncias, é preferível ter um material particulado seco. Em outras circunstâncias, o material pode ser derivado de uma fonte de combustível molhado, tais como barragens de rejeitos de turfa e carvão, e qualquer redução na quantidade de secagem necessária (comparado, por exemplo, com o processo de briquetagem) reduz a entrada de energia global exigida para formar o produto combustível.In some circumstances, it is preferable to have a dry particulate material. In other circumstances, the material may be derived from a wet fuel source, such as peat and coal tailings dams, and any reduction in the amount of drying required (compared, for example, with the briquetting process) reduces the input of overall energy required to form the fuel product.

O processo da presente invenção é diretamente utilizável com finos de carvão ricos em umidade e produtos similares, já que qualquer teor de água do aglutinante pode ser reduzido em linha com o nível de umidade no carvão sem afetar o processo. Uma vez que as pelotas tenham sido formadas, sua casca endurecida pára total ou substancialmente, ou reduz significativamente, a entrada de água, especialmente se forem usados aditivos à prova de água. Uma vez completamente curadas, as pelotas podem ter um teor de umidade pelo menos a metade do material de partida particulada, e possivelmente menos que 5%, e assim podem ser suficientemente secos para trituração imediata e fácil para formar um produto combustível adequado para uma estação de força.The process of the present invention is directly usable with moisture rich coal fines and the like, as any water content of the binder can be reduced in line with the moisture level in coal without affecting the process. Once the pellets have been formed, their hardened shell completely or substantially stops, or significantly reduces, water ingress, especially if waterproof additives are used. Once fully cured, the pellets may have a moisture content of at least half of the particulate starting material, and possibly less than 5%, and thus may be sufficiently dry for immediate and easy grinding to form a season-friendly fuel product. force.

Uma redução na umidade também fornece um aumento direto no valor da quantidade de calor do produto à medida que ele é queimado, conseqüentemente aumentando sua eficiência e valor econômico. Este benefício econômico estende-se ao transporte de um produto como esse, em comparação com o custo de transporte de material "molhado" ou rico em umidade. Certamente, a presente invenção fornece um processo por meio do qual, com consideração ao tipo e quantidade de aglutinante(s) usados), e os parâmetros do processo, um material combustível pode ser provido, que tem um valor de queima desejado ou pré-determinado, ou similares, que, em particular, poderia ser adequado para as condições econômicas locais para a fonte de combustível. Diferentes localizações e países mineram diferentes tipos e qualidades de carvão, e eles, portanto, usam tais carvões de diferentes maneiras a fim de tentar maximizar seu valor econômico. A presente invenção fornece um processo vantajoso particular para beneficiar o que é atualmente considerado um material residual dos processos industriais atuais.A reduction in humidity also provides a direct increase in the amount of heat of the product as it is burned, thereby increasing its efficiency and economic value. This economic benefit extends to the transport of such a product compared to the cost of transporting "wet" or moisture rich material. Of course, the present invention provides a process whereby, with regard to the type and amount of binder (s) used, and process parameters, a combustible material may be provided which has a desired or pre-burned value. determined, or the like, that in particular might be appropriate for the local economic conditions for the fuel source. Different locations and countries have mined different types and qualities of coal, and they therefore use such coals in different ways to try to maximize their economic value. The present invention provides a particular advantageous process for benefiting what is currently considered a waste material of current industrial processes.

Assim, a presente invenção também proporciona redução significativa de umidade em um produto combustível, convertendo um produto combustível ineficiente em um produto combustível eficiente.Thus, the present invention also provides significant moisture reduction in a fuel product by converting an inefficient fuel product into an efficient fuel product.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, a quantidade de água para o processo é ajustada no componente aglutinante antes de sua mistura com outros materiais. O cálculo deste ajuste de aglutinante para água depende do teor de umidade do material particulado.In a preferred embodiment of the present invention, the amount of water for the process is adjusted to the binder component prior to mixing with other materials. The calculation of this binder setting for water depends on the moisture content of the particulate material.

De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, o material particulado à base de carbono é em geral de um tamanho máximo ou qualidade de 3 mm ou menos. "Sujeira" ou "finos" de carvão podem geralmente ser de um tamanho submicrométrico.According to another embodiment of the present invention, the carbon based particulate material is generally of a maximum size or quality of 3 mm or less. Coal "dirt" or "fines" can generally be of a submicron size.

Mais preferivelmente, o material particulado tem uma faixa de tamanhos ou qualidades; preferivelmente tendenciosa para finos ou menores tamanhos de partícula.More preferably, the particulate material has a range of sizes or qualities; preferably biased towards thinner or smaller particle sizes.

Material particulado à base de carbono adequado para presente invenção pode ser aceito molhado ou seco, e poderia ser provido por qualquer tipo de combustível maceral, incluindo turfa e linhito através de carvões sub- betuminosos, finos de antracito, finos de coque de petróleo e similares, bem como resíduos de esgoto, biomassa, resíduos animais e outros materiais hidrocarbonetos que poderiam ser considerados uma fonte de combustível. O material particulado pode também ser uma combinação de dois ou mais materiais de partida ou "ingredientes", não necessariamente pré-misturados, e aqueles tais como os supramencionados, de maneira a prover pelotas "híbridas".Suitable carbon-based particulate material for the present invention may be accepted wet or dry, and could be provided by any type of general fuel, including peat and lignite through bituminous coals, anthracite fines, petroleum coke fines and the like. as well as wastewater, biomass, animal waste and other hydrocarbon materials that could be considered as a fuel source. The particulate material may also be a combination of two or more starting materials or "ingredients", not necessarily premixed, and those such as those mentioned above, to provide "hybrid" pellets.

Materiais adequados também incluem combustíveis de baixa qualidade ou processados, bem como produtos "residuais" até então, cuja combustão limpa ajudaria reduzir os níveis globais de poluição.Suitable materials also include low-quality or processed fuels, as well as "waste" products that have previously been combusted, which would help to reduce overall pollution levels.

A presente invenção não é afetada pelo alto teor de cinzas ou teor de enxofre no material particulado.The present invention is not affected by the high ash or sulfur content in the particulate material.

Qualquer aglutinante à base de silicato adequado pode ser usado para a presente invenção, aglutinante este que pode ser um material homogêneo ou heterogêneo, tais como cimentos e silicatos brutos, como cálcio, sódio ou potássio.Any suitable silicate binder may be used for the present invention, which binder may be a homogeneous or heterogeneous material such as cements and crude silicates such as calcium, sodium or potassium.

O processo pode incluir a adição de um ou mais ingredientes adicionais na mistura, tanto separadamente quanto integralmente com o aglutinante. Tais ingredientes adicionais incluem cal, aglutinantes inorgânicos, cimentos, e aditivos à prova de água. Um material de cimento pode assistir na resistência antes da cura das pelotas, e possivelmente na formação da superfície externa ou casca dura para as pelotas da maneira descrita a seguir.The process may include adding one or more additional ingredients to the mixture, either separately or integrally with the binder. Such additional ingredients include lime, inorganic binders, cements, and waterproof additives. A cementitious material may assist in strength prior to pellet curing, and possibly formation of the outer surface or hard shell for the pellets as described below.

Cal ou cimento ajuda inibir emissão de enxofre mediante queima das pelotas assim formadas. É uma vantagem particular da presente invenção que o uso de cal ou outros tipos de hidróxido de cálcio (que são conhecidos como agentes de absorção de enxofre) são misturados com o material particulado à base de carbono. A maior mistura de tais agentes de absorção de enxofre com materiais à base de carbono contendo enxofre reduz a necessidade de qualquer aparelho de absorção de enxofre, tais como purificadores e similares, no final do processo de queima de combustível. Certamente, considera-se que a presente invenção pode atingir uma redução de emissão de enxofre (normalmente na forma de dióxido de enxofre) em 70- 90%, ou possivelmente mais. Existem muitos minérios de metal que são minerados e extraídos para uso em processos industriais. Todos tais minérios são utilizados com a presente invenção como material de minério de metal, tanto individualmente quanto em qualquer combinação de minérios de metal, opcionalmente com o mesmo metal, ou diferentes metais, e coletivamente referidos aqui como "material de minério de metal". Um minério bem conhecido é o minério de ferro, que é um material de partida na produção de aço.Lime or cement helps to inhibit sulfur emission by burning the pellets thus formed. It is a particular advantage of the present invention that the use of lime or other types of calcium hydroxide (which are known as sulfur absorbing agents) are mixed with the carbon based particulate material. Greater mixing of such sulfur absorbing agents with sulfur-containing carbon-based materials reduces the need for any sulfur absorbing apparatus, such as scrubbers and the like, at the end of the fuel burning process. Of course, it is contemplated that the present invention can achieve a sulfur emission reduction (usually in the form of sulfur dioxide) by 70-90%, or possibly more. There are many metal ores that are mined and mined for use in industrial processes. All such ores are used with the present invention as metal ore material, either individually or in any combination of metal ores, optionally with the same or different metals, and collectively referred to herein as "metal ore material". A well known ore is iron ore, which is a starting material in steel production.

Ferro pode ser extraído de seus minérios por meio de uma reação carbotérmica (isto é, redução com carbono) em um alto-forno a temperaturas de cerca de 2.000°C. Em um alto-forno, minério de ferro, carbono, possivelmente na forma de coque anteriormente mencionada, e um fluxante tal como calcário, são alimentados no forno, enquanto um sopro de ar quente é forçado no forno na base. No forno, o coque, agindo como a fonte de carbono, reage com oxigênio, que reduz o minério de ferro. O fluxante está presente para fundir impurezas no minério.Iron can be extracted from its ores by a carbothermal reaction (ie carbon reduction) in a blast furnace at temperatures of about 2,000 ° C. In a blast furnace, iron ore, carbon, possibly in the aforementioned coke form, and a fluxant such as limestone, are fed into the furnace while a blast of hot air is forced into the furnace at the base. In the oven, coke, acting as the carbon source, reacts with oxygen, which reduces iron ore. The flux is present to fuse impurities in the ore.

A presente invenção fornece a capacidade de a fonte de carbono necessária para a extração de minério já ser combinada com o minério de ferro, bem como de usar dois materiais previamente considerados como "resíduos". As pelotas da presente invenção são em um tamanho e forma adequados para introdução direta em um forno, e para a subseqüente etapa de aquecimento, e fusão. Desta maneira, o material particulado à base de carbono fornece pelo menos uma fonte de carbono para redução de metal, e um combustível de carbono.The present invention provides the ability for the carbon source required for ore extraction to be already combined with iron ore as well as to use two materials previously considered as "waste". The pellets of the present invention are of a size and shape suitable for direct introduction into an oven, and for subsequent heating and melting. Thus, the carbon based particulate material provides at least one carbon source for metal reduction, and one carbon fuel.

Uma ação similar pode ser realizada para processos que envolvem outros metais, tais como cobre ou níquel, a ser extraídos de seus minérios, onde o material à base de carbono precisa reduzir o metal para sua forma elementar, ou onde se deseja qualquer outra reação com um material à base de carbono. A presente invenção também permite que o material particulado à base de carbono seja "combustível" para aquecer o minério para um processo sem ser extração de metal.A similar action can be taken for processes involving other metals, such as copper or nickel, to be extracted from their ores, where the carbon-based material needs to reduce the metal to its elemental form, or where any further reaction with metals is desired. a carbon based material. The present invention also allows the carbon based particulate material to be "combustible" to heat the ore for a process other than metal extraction.

A adição de um agente de absorção de enxofre no processo de formação de pelota, juntamente com qualquer trituração das pelotas para uso subseqüente, fornece duas vantagens particulares. Primeiramente, a capacidade de o processo da presente invenção prover pelotas totalmente ou substancialmente "secas" reduz a entrada de energia exigida para realizar a trituração das pelotas antes de sua queima, da maneira anteriormente descrita, e, em segundo lugar, a trituração das pelotas aumenta a mistura do(s) agente(s) de absorção de enxofre com o material à base de carbono, aumentando assim a eficiência da absorção de enxofre, e reduzindo assim a emissão de enxofre.The addition of a sulfur absorbing agent in the pellet forming process, along with any pellet crushing for subsequent use, provides two particular advantages. First, the ability of the process of the present invention to provide totally or substantially "dry" pellets reduces the energy input required to crush the pellets prior to burning in the manner described above and, secondly, to crush the pellets. increases the mixture of the sulfur absorbing agent (s) with the carbon based material, thereby increasing the sulfur absorption efficiency and thereby reducing sulfur emission.

Assim, o processo da presente invenção pode incluir adicionalmente a etapa de trituração, moagem ou de outra forma particularização das pelotas, preferivelmente em uma forma pronta para uso em uma situação de queima de carbono.Thus, the process of the present invention may additionally include the step of grinding, milling or otherwise particularizing the pellets, preferably in a ready to use form in a carbon burning situation.

O material particulado à base de carbono, material de minério de metal, e aglutinante, e quaisquer outros reagentes ou ingredientes separados a ser adicionados podem ser misturados usando qualquer processo ou arranjo conhecido, incluindo mistura simples. Em virtude de a parte seguinte do processo ser uma ação de tombamento, a mistura homogênea absoluta dos reagentes ou ingredientes antes do tombamento não é essencial, já que a ação de tombamento em geral aumentará ainda mais a ação de mistura, se necessário ou desejado. Em algumas circunstâncias, a mistura pode ocorrer pelo menos parcialmente durante a ação de tombamento, de maneira que as ações da invenção não podem ser completamente distintas.The carbon based particulate material, metal ore material, and binder, and any other separate reagents or ingredients to be added may be mixed using any known process or arrangement, including simple mixing. Because the next part of the process is a tipping action, the absolute homogeneous mixing of reagents or ingredients prior to tipping is not essential, as the tipping action in general will further increase the mixing action if necessary or desired. In some circumstances, mixing may occur at least partially during the tipping action, so that the actions of the invention cannot be completely distinct.

Em uma modalidade da presente invenção, o aglutinante é revestido nos materiais. Um método de revestimento é aspersão do aglutinante nos materiais. Em uma outra modalidade da presente invenção, os materiais estão se movendo antes e/ou durante a mistura com o aglutinante, e/ou os materiais estão em um arranjo disperso. Uma forma adequada particular disto é uma cortina pendente dos materiais, tal como em correias transferidoras, dentro de tambores ou recipientes de pelotização, e de cargas de estoque de matéria-prima fora, etc.In one embodiment of the present invention, the binder is coated on the materials. One coating method is spraying the binder onto the materials. In another embodiment of the present invention, the materials are moving before and / or during mixing with the binder, and / or the materials are in a dispersed arrangement. A particular suitable form of this is a drapery curtain of materials, such as on conveyor belts, inside drums or pellet containers, and off-stock stock loads, etc.

Em uma outra modalidade da presente invenção, o material particulado, material de minério de metal e aglutinante passam direta e/ou imediatamente pelo tombamento depois de seus contatos mútuos.In another embodiment of the present invention, the particulate material, metal ore material and binder pass directly and / or immediately overturning after their mutual contact.

A ação de tombamento serve para aglomerar a mistura de materiais e aglutinante para formar partículas de tamanho cada vez maior, em geral com uma forma esférica ou oval. O tamanho das pelotas assim formadas pode ser ajustado com base nas condições de processo, tais como velocidade de rotação, teor de umidade, força de impacto e tempo de permanência. As pelotas poderiam também ser tríadas e/ou recicladas durante ou depois da pelotização para produzir uma distribuição de tamanho desejada, por exemplo, mais estreita.The tipping action serves to agglomerate the mixture of materials and binder to form larger and larger particles, usually spherical or oval in shape. The size of the pellets thus formed can be adjusted based on process conditions such as rotational speed, moisture content, impact force and residence time. The pellets could also be screened and / or recycled during or after pelletizing to produce a desired, for example, narrower size distribution.

Um aparelho adequado para prover ação de tombamento é um tambor rotativo. Tambores rotativos são bem conhecidos na tecnologia. Sua produção pode depender do comprimento, diâmetro, velocidade de rotação e ângulo de montagem do tambor, e a produção pode variar de um algumas toneladas por hora até centenas de toneladas por hora por tambor.A suitable apparatus for providing tipping action is a rotating drum. Rotary drums are well known in the art. Its output may depend on drum length, diameter, rotational speed and mounting angle, and output may vary from a few tons per hour to hundreds of tons per hour per drum.

Os tamanhos e dimensões gerais de tambores aglomeradores, tais como tambores de recipiente, rotativos e cônicos, são conhecidos na tecnologia, tal como suas variações de processo para fornecer variação nos produtos formados. Ver, por exemplo, patente IK 787993.The general sizes and dimensions of agglomerating drums, such as container, rotary and tapered drums, are known in the art, as are their process variations to provide variation in the formed products. See, for example, patent IK 787993.

Tambores rotativos têm baixos custos de capital e operacional, especialmente em comparação com maquinário e usinas de briquetagem e outros mais para formação de sólidos. Eles podem ainda ser providos na forma móvel, de maneira tal que o processo da presente invenção pode ser provido onde desejado ou necessário, por exemplo, movimentados e localizados onde um ou ambos os materiais estão atualmente armazenados ou "empilhados", em vez de exigir movimentação significativa (e, portanto, custo) para transportar um ou todos os materiais para um local de processamento fixo.Rotary drums have low capital and operating costs, especially compared to briquetting machinery and plants and more for solids formation. They may further be provided in movable form such that the process of the present invention may be provided where desired or necessary, for example, moved and located where one or both materials are currently stored or "stacked" rather than required. significant movement (and therefore cost) to transport one or all materials to a fixed processing site.

A ação de aglomeração pode ser realizada em um ou mais estágios, estágios estes que poderiam ser associados, tais como as condições de tombamento que mudam no mesmo tambor, ou os materiais que são alimentados diretamente em um outro aglomerador. Ou, tais condições poderiam ser separadas. Em um arranjo para aglomeração de múltiplos estágios, as condições de tombamento podem ser variadas ou alteradas para cada estágio. As condições podem ser alteradas tanto de uma maneira ou ação contínua quanto discretamente.The agglomeration action can be performed in one or more stages, which could be associated, such as tipping conditions that change in the same drum, or materials that are fed directly into another agglomerator. Or, such conditions could be separated. In an arrangement for multi-stage agglomeration, tipping conditions can be varied or changed for each stage. Conditions may be altered either in a continuous manner or action or discreetly.

No caso em que o processo da presente invenção envolve tombamento da mistura em um tambor rotativo, um ou mais tambores rotativos podem ser usados para a aglomeração, preferivelmente, em série.In the event that the process of the present invention involves tipping the mixture into a rotary drum, one or more rotary drums may be used for agglomeration, preferably in series.

O(s) agente(s) tensoativo(s) serve(s) para extrair o aglutinante à base de silicato para a superfície das pelotas em formação, de maneira tal que, à medida que elas são criadas, e começam a cura, as pelotas formem e continuem assim ter uma parte, pele, casca ou superfície lateral externa mais dura, comparada com seu interior. Assim, as pelotas têm uma densidade variável em direção ao núcleo; a densidade sendo maior na superfície. Certamente, a camada ou parte da "casca" em geral terá uma alta densidade, em comparação com a menor densidade do "interior".The surfactant (s) serves to extract the silicate-based binder onto the surface of the forming pellets such that as they are created and the curing begins, pellets form and continue to have a harder outer part, skin, shell or lateral surface compared to their interior. Thus, the pellets have a variable density towards the core; the density being higher on the surface. Certainly, the layer or part of the "shell" in general will have a high density compared to the lower density of the "interior".

Mais preferivelmente, as pelotas têm dureza suficiente, uma vez formadas, para permitir manuseio, empilhamento e/ou transporte sem nenhuma quebra significativa.More preferably, the pellets have sufficient hardness, once formed, to allow handling, stacking and / or transportation without any significant breakage.

A cura das pelotas pode começar durante a ação de aglomeração, ou fazer parte desta ação.Curing of the pellets may start during the agglomeration action or be part of this action.

O método da presente invenção pode incluir uma ou mais etapas de dimensionamento. Ou seja, graduar o tamanho das assim formadas pelotas no tamanho desejado ou necessário. Isto incluiria extrair essas pelotas que são danificadas ou que estão com tamanho inferior, cujo material de pelota poderia ser reciclado para o processo da presente invenção. Quando carvão é minerado, limpo e transportado, quantidades consideráveis de carvão fino (partículas de menos de 5 mm) são geradas. O mesmo ocorre com mineração de minério de metal. A presente invenção pode formar este carvão fino e minério(s) de metal fino em pelotas de aproximadamente 50 mm com umidade muito baixa, sem nenhuma mudança nas propriedades químicas do carvão ou minério(s). As pelotas podem ser usadas e então manuseadas, transportadas e usadas como carvão "aglomerado" e minério(s) de metal.The method of the present invention may include one or more sizing steps. That is, grading the size of the pellets thus formed to the desired or required size. This would include extracting those pellets that are damaged or under sized whose pellet material could be recycled for the process of the present invention. When coal is mined, cleaned and transported, considerable amounts of fine coal (particles less than 5 mm) are generated. The same is true with metal ore mining. The present invention can form this fine coal and fine metal ore (s) in approximately 50 mm pellets with very low humidity without any change in the chemical properties of the coal or ore (s). The pellets may be used and then handled, transported and used as "agglomerated" coal and metal ore (s).

Após qualquer cura inicial, as pelotas formadas poderiam descansar por algum tempo, possivelmente vários dias, tais como 3-7 dias, para prover ou permitir o término da cura. Como outros produtos de cura, as pelotas continuam curar até ganhar resistência com o tempo, tal como vários dias ou semanas a mais.After any initial cure, the formed pellets could rest for some time, possibly several days, such as 3-7 days, to provide or allow healing to end. Like other healing products, pellets continue to cure until they become resistant over time, such as several days or weeks more.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um produto de pelota formável à temperatura ambiente por aglomeração de um material particulado à base de carbono, um material minério de metal e um aglutinante à base de silicato, incluindo um ou mais agentes tensoativos.According to a further aspect of the present invention, a pellet product is formed at room temperature by agglomeration of a carbon based particulate material, a metal ore material and a silicate binder including one or more surface active agents. .

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provido um produto sempre que formado por um processo tal como o aqui descrito.According to another aspect of the present invention, a product is provided whenever formed by a process such as that described herein.

O produto de pelota da presente invenção é um material que é facilmente armazenável. Ele é também facilmente transportável por causa de sua distribuição de diâmetro variável. Isto melhora a concentração do empilhamento, que também reduz a abrasão e conseqüente quebra das pelotas.The pellet product of the present invention is a material that is easily storable. It is also easily transportable because of its variable diameter distribution. This improves the stacking concentration, which also reduces abrasion and consequent pellet breakage.

O produto é formado de materiais atualmente "residuais", aumentando assim a eficiência de extração e produção de minério de metal e combustível sólido atual.The product is made up of currently "waste" materials, thereby increasing the efficiency of extraction and production of current solid metal and ore fuel.

O produto preferivelmente permite uma porcentagem muito alta de combustão (possivelmente 100% de combustão), de maneira a deixar pouco ou nenhum combustível inflamável na cinza.The product preferably allows a very high percentage of combustion (possibly 100% combustion) so as to leave little or no flammable fuel in the ash.

ExemploExample

Os finos de carvão e minério de ferro são levados e qualquer reagente seco adicionado a eles. Eles então caem da extremidade de uma correia transferidora. O aglutinante líquido é j ateado na cortina cadente de finos, que juntos caem em um tambor rotativo, com diâmetro em geral de 1-5 m (tal como 3 m). A medida que a mistura sofre a ação do tambor enquanto é jateada com a mistura de aglutinante e água, ela forma pequenas pelotas que se aglomeram e crescem, formando pelotas de tamanho e forma desejadas.The coal and iron ore fines are taken and any dry reagent added to them. They then fall from the end of a transfer belt. The liquid binder is coated onto the falling curtain of fines, which together fall into a rotating drum, generally 1-5 m in diameter (such as 3 m). As the mixture undergoes the action of the drum while blasting with the binder and water mixture, it forms small pellets that agglomerate and grow to form pellets of the desired size and shape.

O tambor pode ser revestido com folha de borracha de serviço pesado de encaixe folgado para evitar que o material grude nos lados do tambor. O tambor é ajustado em uma inclinação (por exemplo, 1-3%) para ajudar na progressão das pelotas ao longo dela, e para controlar o tempo de permanência no tambor. As pelotas completadas saem na extremidade oposta do tambor sobre um outro transferidor.The drum may be coated with loose-fitting heavy duty rubber sheet to prevent material from sticking to the sides of the drum. The drum is adjusted to a slope (eg 1-3%) to aid in the progression of the pellets along it and to control the dwell time in the drum. The completed pellets exit at the opposite end of the drum over another protractor.

Pelotas podem ter tamanhos variados com apenas ajustes operacionais do tambor (velocidade de rotação, teor de umidade e ângulo longitudinal do tambor que diretamente afetam o tempo de permanência no tambor). Mudanças de molde caras, tais como as presentes em operações de briquetagem, não são necessárias para variar as dimensões de produto.Pellets can be varied in size with only drum operating settings (rotational speed, moisture content and longitudinal drum angle that directly affect drum dwell time). Expensive mold changes, such as those present in briquetting operations, are not required to vary product dimensions.

Uma certa formação e mesmo uma certa cura podem ocorrer em um outro tambor rotativo, similar, mas com um maior diâmetro do que o tambor de aglomeração. Ele pode também ser de maior diâmetro e mais comprido que o tambor de aglomeração. Aqui, as pelotas progridem lentamente através do tambor, dando tempo suficiente para que as pelotas inicialmente se curem ou recebam tratamento superficial, e permite assim imediato manuseio e empilhamento. O tempo de permanência neste tambor depende das características do carvão e minério de ferro, e seu uso pode ser determinado em testes de pré-produção.Some formation and even cure may occur in another similar rotating drum but with a larger diameter than the agglomeration drum. It may also be larger in diameter and longer than the agglomeration drum. Here, the pellets progress slowly through the drum, giving sufficient time for the pellets to initially cure or receive surface treatment, thus allowing immediate handling and stacking. The residence time in this drum depends on the characteristics of coal and iron ore, and its use can be determined in pre-production tests.

Caso a resistência a verde das pelotas seja deficiente, certos aglutinantes ou produtos químicos de cimentos adicionais podem ser adicionados para acelerar o processo de cura, e dar assim uma resistência antes da cura inicial mais rápida e maior para auxiliar no manuseio, ou temperabilidade, etc. pelota quebradas e com tamanhos inferiores podem ser removidas usando, por exemplo, uma seção fendilhada do tambor ou uma peneira vibratória na saída do tambor. As pelotas danificadas ou de menor tamanho podem ser retornadas para o tambor de aglomeração para reprocessamento.If the green resistance of the pellets is poor, certain additional cement binders or chemicals may be added to speed up the curing process, and thus give a faster and greater resistance before initial curing to aid handling, or temperability, etc. . Broken and smaller sized pellets can be removed using, for example, a cracked drum section or a vibrating screen at the drum outlet. Damaged or smaller pellets can be returned to the agglomeration drum for reprocessing.

Neste estágio, as pelotas podem ser adicionalmente graduadas na seção transversal desejada, se necessário. Qualquer pelota danificada ou de menor tamanho pode então ser retornada para o tambor de aglomeração para reprocessamento.At this stage, the pellets can be further graduated to the desired cross section if required. Any damaged or smaller size pellet can then be returned to the agglomeration drum for reprocessing.

O dimensionamento das pelotas poderia ainda ser projetada para ser feita dependendo do uso proposto. O tamanho das pelotas pode ser ajustado por meio de mudanças nas condições de processo, configuração do equipamento e mesmo na dosagem dos reagentes.Pellet sizing could still be designed to be done depending on the proposed use. Pellet size can be adjusted by changing process conditions, equipment configuration and even reagent dosing.

As pelotas podem então ser empilhadas como matérias-primas para cura. Neste tempo, em geral entre 3-7 dias para pelotas de finos de carvão, e, dependendo da temperatura ambiente, as pelotas atingem tal resistência de maneira a permitir o completo manuseio. Não é necessária secagem por calor ou por corrente de ar forçado.The pellets can then be stacked as raw materials for curing. At this time, generally between 3-7 days for coal fines pellets, and, depending on ambient temperature, the pellets achieve such resistance to allow complete handling. No heat or forced air drying is required.

A forma esférica das pelotas permitirão ao ar mover livremente através da pilha de matéria-prima para assistir no processo de cura e impedir acúmulo de calor e o risco de combustão espontânea. Neste estágio, a superfície da pelota é também hermeticamente selada, impedindo a entrada de ar nas pelotas, e assim também apresentando o efeito ou chance de qualquer combustão espontânea. Se combustão espontânea for ainda um problema, reagentes preventivos podem ser adicionados durante a aglomeração.The spherical shape of the pellets will allow air to move freely through the raw material pile to assist in the curing process and to prevent heat buildup and the risk of spontaneous combustion. At this stage, the pellet surface is also hermetically sealed, preventing air from entering the pellets, and thus also having the effect or chance of any spontaneous combustion. If spontaneous combustion is still a problem, preventive reagents may be added during agglomeration.

Uma vantagem adicional da presente invenção é a combustão bastante completa do combustível contido nas pelotas por causa das altas taxas de transferência de gás e a manutenção da estrutura integral das pelotas até que a combustão seja completada. A casca, pele, etc. dura de retenção permite significativo aumento ou acúmulo de calor dentro da pelota, causando níveis muito altos de combustão, resultando no término de qualquer reação química pré-projetada no conteúdo interior da pelota. Como o conteúdo está na forma seca e porosa, em geral de uma natureza ainda "fina", e é agora pré- aquecido, ocorre uma combustão rápida e assim completa do conteúdo. As pelotas mantêm suas formas, mesmo com calor branco, e apresenta características de combustão bastante estáveis.An additional advantage of the present invention is the fairly complete combustion of the fuel contained in the pellets because of the high gas transfer rates and the maintenance of the integral pellet structure until combustion is completed. The bark, skin, etc. Hard retention allows for significant increase or buildup of heat within the pellet, causing very high levels of combustion, resulting in the termination of any pre-engineered chemical reaction in the interior pellet content. Since the content is in dry and porous form, generally of a still "thin" nature, and is now preheated, rapid and thus complete combustion of the content occurs. The pellets retain their shape, even in white heat, and have very stable combustion characteristics.

Em particular, o processo da presente invenção pode não envolver secagem forçada das pelotas em virtude da ação de qualquer agente tensoativo usado ser maximizada em temperaturas ambientes. Além disso, no caso em que é usada água, o agente tensoativo faz com que o aglutinante contendo umidade migre rapidamente para a superfície da pelota pela ação capilar, dando o efeito de "casca de ovo" de uma superfície dura e interior mais mole, por causa da concentração superficial pesada final do aglutinante. Isto resulta em uma resistência de pele significativamente maior, dando uma pelota muito robusta e com baixo teor de umidade (aproximadamente 5%), que também resiste a absorção de umidade do ar.In particular, the process of the present invention may not involve forced pellet drying because the action of any surfactant used is maximized at ambient temperatures. In addition, where water is used, the surfactant causes the moisture-containing binder to migrate rapidly to the surface of the pellet by capillary action, giving the "eggshell" effect of a softer hard inner surface, because of the final heavy surface concentration of the binder. This results in significantly higher skin resistance, giving a very robust and low moisture pellet (approximately 5%) that also resists moisture absorption from the air.

Uma aplicação adicional do presente processo é reduzir a umidade da alimentação de combustíveis de carvão pulverizado no processamento de minério, onde os finos de carvão ou resíduos de carvão são pelotizados e completamente curados e secos antes de ser pulverizados e queimados em um forno. O teor de umidade geral encontrado em aglomerados de finos de carvão atuais é normalmente na faixa de 12-35 %, tornando muito difícil utilizá-los ou misturá-los com outras alimentações.An additional application of the present process is to reduce the moisture content of pulverized coal fuel feed in ore processing, where coal fines or coal waste are pelletized and completely cured and dried before being pulverized and burned in an oven. The overall moisture content found in today's coal fines agglomerates is usually in the range of 12-35%, making it very difficult to use or mix with other feeds.

Conforme pode-se perceber pelo exposto, o processo da presente invenção supera ou soluciona diversos dos problemas financeiros e operacionais.As can be seen from the foregoing, the process of the present invention overcomes or solves many of the financial and operational problems.

Uma vez que o efeito da "casca de ovo" tenha sido completamente desenvolvido depois da cura, a pelota manterá sua resistência, mesmo durante combustão com calor branco. Isto permite que ocorram reações a altas temperaturas dentro da pelota, resultando em níveis muito mais altos de combustíveis do combustível, dando oxidação e seqüestro efetivo e qualquer enxofre contido, e níveis desprezíveis de carbono não queimado na cinza residual. O efeito casca permite que a pelota retenha sua estrutura durante a combustão, resultando em menos emissões de particulados no gás combustível.Once the "eggshell" effect has been fully developed after curing, the pellet will retain its resistance even during white heat combustion. This allows reactions to occur at high temperatures within the pellet, resulting in much higher fuel fuel levels, giving effective oxidation and sequestration and any contained sulfur, and negligible levels of unburned carbon in the residual ash. The shell effect allows the pellet to retain its structure during combustion, resulting in less particulate emissions in the fuel gas.

A presente invenção proporciona benefícios significativos, comparados com as presentes tecnologias, incluindoThe present invention provides significant benefits compared to the present technologies including

. finos de carvão/linhita < 3 mm podem ser pelotizados secos ou diretamente de uma usina de filtração. Coal / lignite fines <3 mm can be pelletized dry or directly from a filtration plant

. a produção pode ser de 10 toneladas por hora (tamanho da comunidade) até 100 toneladas por hora por linha de pelotização. production can be from 10 tons per hour (community size) up to 100 tons per hour per pelletizing line

. alto nível de automação pode ser usado durante a pelotização para controle preciso e utilização de reagente.. High level of automation can be used during pelletizing for precise control and reagent utilization.

. as pelotas secam apenas ao ar enquanto são quimicamente "curadas".. the pellets dry only in air while being chemically "cured".

. pelotas podem ser manuseadas por equipamento de manuseio em massa quando curadas ou, alternativamente, ensacadas quando "verdes".. Pellets can be handled by bulk handling equipment when cured or alternatively bagged when "green".

. o tamanho da pelota pode ser customizado de 5 a 150 mm, se necessário, dependendo das características do carvão e de parâmetros de processo.. Pellet size can be customized from 5 to 150 mm if required depending on coal characteristics and process parameters.

. reagentes especiais para tarefas pesadas podem ser adicionados para alta resistência, para rápida cura, para resistência a alta temperatura, e para melhor resistência a água.. special heavy duty reagents can be added for high strength, fast cure, high temperature resistance, and better water resistance.

. a remoção de pinta pode ser reduzida ou eliminada por causa de várias combinações de aglutinantes para eliminar SO2 por causa da transferência de gás para formar CaSO4 no interior da pelota.. Speckling can be reduced or eliminated because of various binder combinations to eliminate SO2 because of gas transfer to form CaSO4 within the pellet.

. por causa das excelentes características de combustão, finos de carvão alta cinza inflamarão e queimarão com alta eficiência.. Because of the excellent combustion characteristics, high gray coal fines will ignite and burn with high efficiency.

. combustão de longa duração, com combustão de alta porcentagem de carvão.. long-lasting combustion with high percentage coal combustion.

. carvão de < 20 mm pode ser triturado e pelotizado com finos para pelotas de alto valor.. Coal <20 mm can be ground and pelletized with fines for high value pellets.

. carvão contaminado ou produtos residuais tais como serragem, casca de arroz, esgoto, resíduos animais, coque de petróleo ou óleo residual podem ser incluídos nas pelotas.. Contaminated charcoal or waste products such as sawdust, rice husk, sewage, animal waste, petroleum coke or waste oil may be included in the pellets.

. cinza residual tem resíduo de combustível não queimado desprezível (por exemplo, carvão) e é excelente para outros usos industriais.. Residual ash has negligible unburnt fuel residue (eg coal) and is excellent for other industrial uses.

. cinza residual pode também ser pelotizada com reagentes aglutinantes similares para estoque de alimentação concreto, mistura de agregado e aterro sanitário de alta porosidade.. Residual ash can also be pelletized with similar binder reagents for concrete feed stock, aggregate mix and high porosity landfill.

. linhita e turfa podem ser tratadas com tecnologia idêntica ou podem ser misturadas com outras fontes de combustível para criar combustíveis de pelota híbridos com características pré-projetadas, tal como queima sem fumaça.. Lignite and peat can be treated with identical technology or can be blended with other fuel sources to create pre-engineered hybrid pellet fuels such as smokeless burning.

A presente invenção é utilizável com todos os tipos de finos de carvão, que terão uma quantidade variada de teor de umidade e de enxofre. Em geral, são formadas pelotas com diâmetro variando de 5-50 mm.The present invention is usable with all types of coal fines, which will have a varying amount of moisture and sulfur content. In general, pellets with a diameter ranging from 5-50 mm are formed.

A presente invenção fornece um processo simples, mas eficiente, para usar materiais residuais à base de carbono e materiais residuais de minério de metal, e para formar tais materiais em uma forma que é fácil e eficientemente combustível. Os aglomeradores de tambor ou recipiente rotativo são de custo relativamente baixo para construção, e têm capacidades de produção com tonelagem muito alta.The present invention provides a simple but efficient process for using carbon-based waste materials and metal ore waste materials, and for forming such materials in a form that is easily and efficiently combustible. Drum or rotary binder agglomerates are relatively low cost to build, and have very high tonnage production capacities.

Claims

1. Process for producing metal ore pellets from a carbon-based particulate material, a metal ore material and a silicate-based binder that includes one or more surfactants, characterized in that it comprises the steps Mix the materials and binder, and agglomerate the mixture thus formed by tipping to form the pellets at room temperature.

Process according to Claim 1, characterized in that it is carried out as a single stage process.

Process according to Claim 1 or Claim -2, characterized in that the process is carried out without requiring a separate active curing step or steps.

Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the pellets cure after tipping at room temperature.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the pellets form a hardened shell.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that it is adapted to provide pellets with a variable size distribution.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the particulate material and / or binder includes water.

Process according to Claim 7, characterized in that the binder includes water prior to mixing with the particulate and metal ore materials.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon-based particulate material and the metal ore material generally have a maximum size or quality of about 3 mm or less.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon-based particulate material is coal dust or coal fines.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the metal ore material is iron ore.

Process according to Claim 11, characterized in that the iron ore is thin and / or ultrafine iron ore with a size of less than 2 mm.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon-based particulate material is a combination of two or more carbon materials.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder is partially, completely or substantially sodium silicate or potassium silicate.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the process includes the addition of one or more additional ingredients.

Process according to Claim 15, characterized in that the or each additional ingredient is selected from the group consisting of lime, inorganic binders, cements and waterproof additives.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon-based particulate material, iron ore material and binder are mixed at least partially with stirring.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder is blasted into the carbon-based particulate material and / or iron ore material.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the pellets have a spherical or oval shape.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the pellets are sorted after tipping.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the tipping is performed on a rotating drum.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the process does not require any pretreatment of the carbon-based particulate material and / or metal ore material.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that it is for reducing the moisture in the carbon-based material, preferably less than 5%, compared to the weight of moisture in the carbon-based particulate starting material. carbon.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixing of the particulate material, metal ore material and binder occurs by tipping.

25. Pellet product, characterized in that it is formable at room temperature by the agglomeration of a carbon-based particulate material, a metal ore material and a silicate-based binder including one or more surfactants.

Pellet product, characterized in that it is when formed or obtained by a process as defined in any one of claims 1 to 25.

A pellet product according to claim 25 or claim 26, characterized in that it is ready for melting.

Pellet product according to any one of claims 25 to 27, characterized in that the pellet product includes one or more sulfur absorbing agents.

A pellet product according to any one of claims 25 to 28, characterized in that the metal ore material is thin and / or ultrafine iron ore.

A pellet product according to any one of claims 25 to 29, characterized in that it has a hardened shell.

A pellet product according to any one of claims 25 to 30, characterized in that it has a variable density towards its core.

A pellet product according to any one of claims 25 to 31, characterized in that it has a dry interior.

A pellet product according to any one of claims 25 to 32, characterized in that it has sufficient stiffness after tipping to permit handling, stacking and / or transport without any significant breakage.

A pellet product according to any one of claims 25 to 33, characterized in that the carbon based particulate material is coal dust and / or coal fines.