Procesamiento de polvos de colector de alto horno para su aprovechamiento en la industria siderúrgica

Abstract

La producción de arrabio implica la generación de subproductos como los polvos de colector, que son atractivos debido a su contenido de Fe, sin embargo, no pueden reutilizarse directamente debido a su alto contenido de Zn y álcalis. Por ello, esta investigación, busca su aprovechamiento, mediante lixiviación ácida. Para esto, una muestra fue procesada mediante molienda (1h) y separación magnética de baja intensidad y luego se evaluó el efecto del ácido clorhídrico como agente lixiviante en cada etapa del proceso (0.10, 0.25, 0.50 y 1.0M HCl). Además, se analizó el efecto de la temperatura para el sistema con 1M HCl. Los resultados indican que al trabajar en los sistemas con alta concentración de HCl tanto en el material fresco como el molido, fue posible disolver el contenido de Zn hasta un 65%. Por otro lado, al lixiviar los polvos tratados por separación magnética, se alcanzaron disoluciones de Zn de 56 y 65% para 1 y 2 limpias respectivamente. En cuanto al contenido de Fe, se tuvo un incremento respecto al contenido inicial, pasando de 53.8 a 59% Fe, (lo cual, hace factible su procesamiento). Por otra parte, a medida que aumentó la temperatura, se favoreció la lixiviación de Zn, a 85°C, se alcanzó hasta un 74% de disolución. En el caso de la disolución de Na2O, P y K2O el incremento en la temperatura de trabajo acelera la cinética de disolución, no obstante, en el caso de Fe, el incremento en  la temperatura de trabajo, provoca una disminución en su concentración. Por último, en el análisis termodinámico se determinaron los valores de ∆G° de las reacciones, indicando que son espontáneas, es decir, que se llevan a cabo sin la necesidad de una energía aplicada. En conclusión, fue posible comparar el efecto de los sistemas de lixiviación en cada etapa del procesamiento. A temperatura ambiente, la lixiviación del polvo sin procesar alcanza hasta 65% de disolución de Zn con 38.8% Fe; y luego de 2 limpias magnéticas, se alcanza una disolución de 65% Zn con contenido de 61.4% Fe. Al incrementar la temperatura, se cataliza la mayoría de las reacciones involucradas en el proceso de lixiviación, especialmente la de disolución de zinc (hasta 74%) y mediante el uso de la termodinámica se puede sustentar la factibilidad de las reacciones involucradas.