Estudo de pelotização e briquetagem de finos de carvão mineral

Abstract

O aumento da produção de carvão previsto para os próximos anos nas minas da CRM localizadas em Leão, Butiá, RS, originará uma considerável quantidade de finos beneficiados por ciclonagem autôgena. Estes finos caracterizam-se pelos seus altos teores de umidade e granulometria <1 mm o que onera e dificulta os processos de manuseio, estocagem e transporte. O presente estudo visa à análise comparativa dos processos de aglomeração, a briquetagem e a pelotização com o objetivo de obter um produto com melhores características de comercialização do que o atual. As principais variáveis estudadas na aglomeração por briquetagem foram: teor de umidade, tipo e concentração de agente ligante, relação massa/volume de carvão, tempo e pressão de moldagem. Os melhores resultados em termos de resistência à compressão, foram obtidos utilizando um resíduo de refinaria de petróleo - REVAC - como ligante numa concentração de 10% em peso, uma temperatura de cura de 120° C, um tempo de moldagem de 0,5 minutos e uma pressão de compactação entre 150 e 250 kgf/cm². A pelotização foi estudada utilizando um tambor e um disco de laboratório e as principais variáveis estudadas foram: umidade da alimentação, tipo e concentração de agente ligante, temperatura de cura e outras. Os melhores resultados foram obtidos utilizando como ligante MOGUL (amido de milho pré-gelatinizado em pó) numa concentração de 5% em peso, uma faixa de umidade ótima entre 30 e 40%, uma inclinação do disco entre 45 e 51° e uma temperatura de cura de 80 e 100°C. Os resultados obtidos para ambos os carvões (CE 5900 e CE 4700) são discutidos em termos dos diversos fenômenos que ocorrem na interface carvão-solução-ligante e algumas considerações econômicas são apresentadas.

The coal production expected for the following years at CRM mines, situated in Leão, Buitá, RS, will increase consistantly the amount of beneficiated fines by autogenous cycloning. These fines are characterized by their moisture content and a size distribution of 100% smaller than 1 mm, which poses severe handling, storage and transportation problems. This study characterises comparatively two agglomeration processes for the CRM fine coals, namely, briquetting and pelletization aiming at producing a more sealable product. The main variables studied in agglomeration by briquetting were moisture content, type and concentration of binder, mass/volume ratio of fines coals and degree of compaction. The best results in terms of briquette strenght, were obtained by using a by-product of a petroleum refinary (REVAC) as a binder in a O 10% of concentration by weight, a curing temperature of 120° C a compressing time of 30 sec. and applied pressure of 150 to 250 kgf/cm² . Pelletization was studied by using either a laboratory drum and/or a disc; the main variables were feed moisture, binder type and concentration and curing ternperature. Best results were obtained by using MOGUL as a binder (corn starch pre-gelationous powder) in a concentration of 5% by weight, optimum range moisture of 30-40%, the disc at an angle ranging from 45-51° and curing temperature between 80 and 100°C. The results obtained for both fines coals (CE 5900 and CE 47001 are discussed in terms of the phenomena ocurring at the coal-solution-binder interface. The economic feasibility of these processes is also discussed.