Proceso de Reducción del Mineral de Hierro y de Refinación del Hierro y Acero.
TECNOLOGÍA DE MATERIALES EXTRACCIÓN Y REFINACIÓN DEL HIERRO
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EQUIPO NO. 1CASTRO MENESES JULIO CESAR
MARTÍNEZ ANAYA JESSICAOTERO SALAZAR MARCOS IRVING
Extracción del mineral del hierro
Explotación del coque
Alto horno
Escoria
Aire
TransportePreparación del
mineral
Explotación de la piedra
caliza
Arrabio
HISTORIA DEL USO DEL HIERRO
En el segundo y tercer milenio antes de Cristo, comienzan a apareces objetos de hierro con mayor frecuencia
La edad de hierro es el estudio de la etapa en el desarrollo de una civilización, en la que se descubre y populariza el uso el hierro como material para fabricar armas y herramientas.
La Siderurgia (del griego síderos, "hierro") es la
técnica del tratamiento
del mineral de hierro para obtener
diferentes tipos de éste o de sus aleaciones.
ÓxidosÓxidos Hidróxidos Carbonatos
El hierro se encuentra presente en la naturaleza en diferentes formas
El hierro se encuentra presente en la naturaleza en diferentes formas
HematitaHematita
Magnetita Magnetita
LimonitaLimonita
Siderita Siderita
Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen elementos indeseados denominados gangas.
ImantaciónImantación Separación por densidad
Separación por densidad
Consiste en hacer pasar las rocas por un cilindro imantado de modo que aquellas que contengan mineral de hierro se adhieran al cilindro y caigan separadas de las otras rocas, que precipitan en un sector aparte.
Se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro.
Las reservas de Brasil arrojan un 53% en porcentaje promedio de hierro. A pesar de esto las minas producen
mineral con más de un 65% de pureza. Está constituido el mineral prácticamente de hematita, principalmente en
Carajás, con un porcentaje que varía entre 60 y 68% de hierro hematítico, en Minas Gerais con porcentajes de
variación entre 50 y 60% de hierro. Las principales reservas son estimadas en 50 billones de toneladas y se encuentran
específicamente en este estado y en el de Pará
Las reservas de Brasil arrojan un 53% en porcentaje promedio de hierro. A pesar de esto las minas producen
mineral con más de un 65% de pureza. Está constituido el mineral prácticamente de hematita, principalmente en
Carajás, con un porcentaje que varía entre 60 y 68% de hierro hematítico, en Minas Gerais con porcentajes de
variación entre 50 y 60% de hierro. Las principales reservas son estimadas en 50 billones de toneladas y se encuentran
específicamente en este estado y en el de Pará
BRAZIL
Pequeño productor de mineral de hierro a pesar de contar con grandes recursos. Los principales depósitos se ubican en el Cerro El Mutún al sudeste de este país. Importante cantidad de éste se exporta a Argentina. El mineral en forma de finos de sínter posee entre un 63 y 66% de Ley de Fe y es enviado a Paraguay pasando antes por puertos de Brasil. Este mineral consiste en hematita.
BOLIVIA
En Chile se encuentra la "Franja Ferrífera" que se ubica entre la 2da. y 4ta. Región donde CMP (empresa CAP) tiene sus principales instalaciones de extracción de Mineral de Hierro entre las cuales destacan Minas El Romeral, Los Colorados y la Mina El Algarrobo, en la cual la extracción está en sus últimas etapas. El Mineral de Hierro existe en casi todo el mundo y muchos países son grandes productores. Las reservas mundiales de este mineral muestran a Rusia, Brasil e India como los países con importantes reservas.
En Chile se encuentra la "Franja Ferrífera" que se ubica entre la 2da. y 4ta. Región donde CMP (empresa CAP) tiene sus principales instalaciones de extracción de Mineral de Hierro entre las cuales destacan Minas El Romeral, Los Colorados y la Mina El Algarrobo, en la cual la extracción está en sus últimas etapas. El Mineral de Hierro existe en casi todo el mundo y muchos países son grandes productores. Las reservas mundiales de este mineral muestran a Rusia, Brasil e India como los países con importantes reservas.
CHILE
Esta mina está ubicada al interior del Valle del Huasco en la III Región y reemplazó a la Mina EL Algarrobo, que está próxima a cerrar por agotamiento del mineral.
Los Colorados tiene reservas por 245 millones de toneladas métricas, con una ley media de 48% de fierro.
La propiedad de este yacimiento se comparte en un 50% con Mitsubishi Corporation.
MINA LOS COLORADOS
Ubicada en la IV Región, produce finos, granzas y pellets feed, tanto para el mercado nacional como para la exportación.
Sus reservas medidas alcanzan a 38,9 millones de toneladas con una ley media de 48% de fierro y una ley de corte de 30% de fierro.
MINA EL ROMERAL
Ubicada en la III Región, abastece de preconcentrados de hierro a la Planta de Pellets de Huasco. Esta mina está en sus últimos años de operación, debido al agotamiento del mineral.
Sus reservas medidas alcanzan a 2,6 millones de toneladas, con una ley media de 47,6% de fierro y una ley de corte de 26,0% de fierro magnético.
MINA EL ALGARROBO
Los principales yacimientos se encuentran cerca de Paz del Río en Boyacá a 220 km al noroeste de Bogotá. El mineral es del tipo de mina asociado con sedimentos con un porcentaje promedio de 44% de Fe, 11% de Sílice y 1% de fósforo. Sus reservas fueron estimadas en 73 Mt el año 1990. Su producción bordea las 600.000 toneladas.
COLOMBIA
La producción de mineral de hierro, pélets y granzas de México es para
consumo doméstico exclusivamente. La producción de
pélets se da en Monclava de propiedad de AHMSA, Peña Colorada, Alzada y Lázaro
Cárdenas de Villacero,. La empresa minera más grande de México es
GAN (Grupo Acerero del Norte), que adquirió los derechos de AHMSA
para la explotación de sus operaciones en 1991. Estos
incluyen las minas de La Perla y Hércules, ambas conectadas a
través de tuberías que llegan a las plantas de sínter y de pélets de
AHMSA en Monclava.
MÉXICO
El hierro es una sustancia relativamente abundante en este país; sin embargo, sus depósitos no fueron
explotados en la época incaica, ni durante la Colonia. La explotación de
hierro en el Perú se inicia en 1953 con los trabajos emprendidos en el
depósito Marcona. A la fecha es la única mina de hierro en producción,
con un promedio anual, en el período 1968 - 1972, del orden de 10 millones
de toneladas métricas.
PERU
En Venezuela el mineral de hierro es extraído de las minas y comercializado exclusivamente por la Corporación Venezolana de Guayana (CVG) y Ferrominera del Orinoco (FMO), las minas se encuentran en la región de Guayana. Las reservas de mineral de hierro que poseen CVG y FMO están estimadas en alrededor de 1,7 billones de toneladas de reservas comprobadas y 13 billones de reservas totales que incluyen los estimados de los depósitos probables y posibles. Venezuela puede suplir la demanda futura de metálicos por más de un siglo, basándose en la demanda actual y en las reservas comprobadas.
VENEZUELA
ESTAN FORMADOS DE HEMATITA DE ALTO GRADO Y QUE CONTIENE DEL 30 AL 65 % DE HIERRO.
DEPOSITOS DEL LAGO SUPERIOR DE AMERICA
OTRAS MINAS
DEPOSITOS DE LA
U.R.S.S.
DEPOSITOS DE LA COSTA
ORIENTAL DE GRAN
BRETAÑA
DEPOSITOS LORONESES
DEPOSITOS DE TIERRA DE SOL
DE MEDIA NOCHE
LOS DEPOSITOS EN LA CUENCA DEL
AMAZONAS
LOS DEPOSITOS EN LA CUENCA DEL
AMAZONAS
Para la producción de hierro son necesarios cuatro elementos fundamentales:
Mineral de hierro Coque
Piedra caliza Aire
PREPARACIÓN Y ENRIQUECIMIENTO
DEL MINERAL
Trituración
Clasificación
Calcinación
Lavado
Separación electromagnética
Tostación
Intemperización
Sinterización
COMBUSTIBLE
COQUE
COMBUSTIBLE VEGETAL
-Alto poder calorífico 7000 a 8000 Kcal/kg
-Porosidad
-Resistencia
-Bajo costo
-Considerable desgaste
-Poder calorífico 6500 a 8000 Kcal/kg
-Ausencia de azufre
-Bajo porcentaje de ceniza
-Alto costo
-Baja resistencia
ALTO HORNO
C + 02= CO2 + 97 650 cal.
CO2+ C = 2CO – 37 710 cal.
3Fe2O3 +CO= 2Fe3O4 + CO2 + 8870 cal.
2Fe3O4 + 2CO =6FeO+ 2CO2- 9980 cal6FeO+ 6CO = 6Fe +6CO2+ 19500 cal.
* FeO +C = Fe + CO -34 460 cal.
3Fe + 2CO = Fe3C+ C02
DISTRIBUCIÓN GENERAL DE UN ALTO HORNO Y PLANTA AUXILIAR
Composición final de arrabio
Hierro
10 %
3-4 % Carbón
CarbonoSilicioMagnesioFosforoAzufre
*Aumenta cantidad de grafito*Aumenta el silicio y manganeso*Aumenta la tenacidad
Hierro gris, cristal grandeHierro gris, cristal medioHierro gris finoHierro blanco
*Aumenta el azufre*Aumenta la cantidad*Aumenta la fragilidad
PRODUCTOS DE ALTO HORNO
Se utilizan para moldear objetos y piezas en los talleres de fundición 1.25-4.25%Mn0.5-1.3% P0.3% S
Obtención del acero.
Ferroaleaciones; hierros fundidos con alto contenido de silicio ó manganeso.Se utilizan como adiciones especiales para producir acero y piezas de hierro fundido
Se utilizan en producción de ladrillos, bloques y hormigón; material de asilamiento térmico, balasto para vías de ferrocarril o se reviste de asfalto para carreteras
Se utiliza como combustible en los recuperadores, calderas de vapor y otras instalaciones de producción.
Fundición gris Arrabio Fundición especial Escoria Gas
BIBLIOGRAFÍA
*Malishev, Nikolaiev, Shuvalov; “Tecnología de Materiales”; Editorial Limusa NoriegaEditores
*”Tecnología de los oficios metalúrgicos” Editorial Reverte S.A
*Raymond A. Higgins S. Sc. (Birm) F.I.M “Ingeniería metalúrgica” Tomo 1 Metalúrgica física Aplicada