Minério de ferro: A jornada das matérias-primas do aço

I. Matérias-primas

A origem do aço é o minério de ferro, que é a forma natural do ferro (Fe). O ferro puro não existe na natureza. O minério de ferro é dividido principalmente em três tipos: magnetita, hematita e limonita, todos óxidos de ferro, que diferem em seus métodos de oxidação. Quanto maior o teor de ferro no minério de ferro, melhor.

Teoricamente, o teor mais alto de ferro no minério de ferro é em torno de 72%, e o minério de ferro com teor de ferro acima de 60% é chamado de minério de ferro rico. O minério de ferro é primeiramente reduzido a ferro (ferro-gusa) em um forno e, em seguida, enviado a um forno siderúrgico para a produção de aço. descarburação e refinado em aço.

A sucata de aço também pode ser derretida e regenerada em um forno de produção de aço. Em geral, o aço é transformado em produtos de várias propriedades e formas, de acordo com seu uso, que são os chamados produtos siderúrgicos.

Em geral, os produtos siderúrgicos são fabricados por meio da redução do minério de ferro, sua fusão em ferro-gusa (fundição), o refino do ferro-gusa em aço (siderurgia) e, em seguida, a laminação e o processamento do aço em vários produtos siderúrgicos. Em termos gerais, os produtos de aço incluem ferro fundido, aço fundido, produtos de aço forjado e produtos processados a partir do aço.

Antes de discutir as matérias-primas do aço, precisamos esclarecer: o que exatamente é o aço? diferença entre aço e ferro? Eles têm componentes diferentes? Na vida cotidiana, sempre nos referimos ao aço e ao ferro juntos como "aço e ferro", o que indica que o aço e o ferro devem ser o mesmo tipo de material.

De fato, de uma perspectiva científica, o aço e o ferro são ligeiramente diferentes. Seu principal componente é o elemento ferro, mas eles contêm quantidades diferentes de carbono.

Normalmente, chamamos de "ferro-gusa" quando o teor de carbono é superior a 2%, e "aço" quando está abaixo desse valor. Portanto, no processo de fundição de aço e ferro, o minério contendo ferro é primeiro fundido em ferro-gusa derretido em um alto-forno e, em seguida, o ferro-gusa derretido é refinado em aço em um forno siderúrgico.

As matérias-primas necessárias para produzir aço podem ser divididas em quatro categorias para discussão: a primeira categoria discute várias matérias-primas de minério contendo ferro; a segunda categoria é o carvão e o coque; a terceira categoria discute os fluxos usados no processo de fundição para produzir escória, como o calcário; a última categoria é composta por vários materiais auxiliares, como sucata de aço, oxigênio etc.

II. Tipos e distribuição de minério de ferro

Teoricamente, qualquer minério que contenha elementos de ferro ou compostos de ferro pode ser chamado de minério de ferro. No entanto, em termos industriais ou comerciais, um minério de ferro deve não apenas conter ferro, mas também ter um valor utilitário.

No entanto, devido à natureza complexa da determinação do valor de um minério, é um desafio estabelecer um padrão definitivo para o minério de ferro no setor. Por exemplo, o minério de ferro produzido na Europa é de baixa qualidade, com baixo teor de ferro. Eles o chamam de minério de ferro simplesmente porque não conseguem encontrar minério melhor.

Em contrapartida, a Austrália tem reservas abundantes de minério de alta qualidade e alto teor de ferro, de modo que o tipo de minério usado na Europa é considerado sem valor na Austrália. Assim, o que a Europa usa como minério de ferro não é considerado como tal no setor siderúrgico americano.

Além disso, os minérios que antes eram considerados sem valor devido ao seu baixo teor de ferro agora são minérios de ferro valiosos devido aos avanços na tecnologia industrial e ao desenvolvimento de métodos baratos para enriquecer o teor de ferro nesses minérios.

Portanto, podemos concluir que o padrão industrial para o minério de ferro varia de acordo com a oferta e a demanda regionais, as mudanças nos níveis de tecnologia industrial e as condições de transporte. De acordo com os padrões atuais, os minérios com teor médio de ferro de 25% ou mais são considerados minérios de ferro valiosos.

O ferro existe na natureza principalmente como compostos, especialmente na forma de óxidos de ferro, que são particularmente abundantes. Aqui estão alguns exemplos importantes tipos de ferro minério (os três primeiros são os principais tipos):

(1) A magnetita é um minério de óxido de ferro com a composição primária de Fe3O4, um composto de Fe2O3 e FeO. É cinza-escuro, com gravidade específica de cerca de 5,15, contendo 72,4% Fe e 27,6% O. É magnético e pode ser convenientemente processado por separação magnética durante o beneficiamento. No entanto, devido à sua estrutura densa, tem baixa redutibilidade. Depois de um longo período de intemperismo, ela se transforma em hematita.

(2) A hematita também é um minério de óxido de ferro, composto principalmente de Fe2O3. É vermelho escuro, com gravidade específica de cerca de 5,26, contendo 70% Fe e 30% O. É o minério de ferro mais importante. Dependendo de sua estrutura, pode ser dividida em vários tipos, incluindo hematita vermelha, hematita especular, hematita micácea e ocre vermelho.

(3) Limonita é um minério que contém óxido de ferro hidratado. É um termo genérico para dois minérios de estruturas diferentes: goethita (HFeO2) e lepidocrocita (FeO(OH)). Algumas pessoas escrevem sua fórmula química principal como m Fe2O3nH2O. Sua aparência é amarelo-terra ou marrom, contendo cerca de 62% Fe, 27% O e 11% H2O, com uma gravidade específica de cerca de 3,6-4,0. Geralmente coexiste com outros minérios de ferro.

(4) A siderita, um minério que contém carbonato de ferro, consiste principalmente em FeCO3 e apresenta uma cor cinza-azulada com uma gravidade específica de cerca de 3,8. Esse minério geralmente contém uma quantidade considerável de sais de cálcio e magnésio. Devido à alta absorção de calor dos íons de carbonato a temperaturas em torno de 800 a 900°C, que libera dióxido de carbono, esse tipo de minério é normalmente torrado antes de ser introduzido em um alto-forno.

(5) O silicato de ferro, um minério de sal complexo, não tem uma fórmula definida e sua composição varia muito. Em geral, ele tem uma cor verde profunda, uma gravidade específica de cerca de 3,8 e um teor de ferro muito baixo, o que o torna um minério de ferro bastante pobre.

(6) O minério de ferro sulfetado contém FeS2, sendo que o Fe compõe apenas 46,6% e o S constitui 53,4%. Tem uma cor cinza-amarelada e uma gravidade específica de aproximadamente 4,95 a 5,10. Devido à presença de muitos outros metais valiosos, como cobre, níquel, zinco, ouro e prata, esse minério é frequentemente usado como matéria-prima em outros setores de fundição de metais.

Além disso, por conter uma grande quantidade de enxofre, é frequentemente usado para produzir enxofre, tornando o ferro um subproduto, o que, de fato, significa que não pode mais ser classificado como minério de ferro.

O ferro está amplamente distribuído na superfície da Terra e é extremamente abundante; quase todas as rochas e restos de animais e plantas contêm um pouco de ferro. De acordo com estimativas geológicas, cerca de 4 a 5% da crosta terrestre é composta de ferro.

Embora apenas uma parcela muito pequena dessas substâncias que contêm ferro seja minério de ferro valioso, o suprimento é extremamente abundante. Atualmente, não existe um número definitivo para estimar as reservas de minério de ferro da Terra.

Os principais países produtores de minério de ferro identificados incluem Estados Unidos, Canadá, Brasil, Austrália, África do Sul, Índia, França, Reino Unido, Suécia, Espanha, União Soviética, China e Venezuela.