Elaboração e caracterização de aglomerados de concentrado de níquel (MHP) obtido por hidrometalurgia para uso na produção de ferro-ligas

Abstract

RESUMO: A extração do níquel de minérios marginais lateríticos por via hidrometalúrgica, produzindo-se um concentrado constituído de precipitados de hidróxidos mistos (MHP), é atrativa em sinergia ao aproveitamento desse concentrado para a produção de aglomerados, que podem ser aplicadas como carga em fornos de produção de ferro-ligas contendo níquel. Isso é muito evidente quando se avalia o consumo global dessas ferro-ligas para obtenção de aços inoxidáveis, prática crescentemente executada pela China e outros países como o Brasil. Soma-se a isto o aumento do rigor em questões ambientais e do empobrecimento das minas, em que cada vez mais minérios marginais são processados e, com isso, rejeitos de finos são gerados. O presente trabalho visa o desenvolvimento tecnológico de um novo produto, que em sua obtenção integra uma etapa hidrometalúrgica à outra pirometalúrgica, de forma viável, através da aglomeração. Inicialmente, foi feito um estudo hidrometalúrgico com a obtenção do MHP a partir do minério laterítico, variando as condições de acidez e temperatura das soluções lixiviantes e o uso ou não da aeração. Os melhores resultados para solubilização do níquel foram de lixiviação atmosférica, agitada, aerada, em temperatura de 80°C. Uma amostra de MHP proveniente do processo industrial de lixiviação sob pressão foi utilizada para os estudos de aglomeração. A matéria-prima foi caracterizada por: microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, termogravimetria, espectrometria de absorção atômica e difratometria a laser. A aglomeração foi feita por rotas de pelotização convencional e de cura a frio. As pelotas tinham como característica a alta umidade e plasticidade. Pelotas de resistência à compressão mínima de 50 daN/pelota (requisito a fornos elétricos) foram submetidas à fusão redutora para obtenção de ligas. Somente a pelotização convencional obteve a resistência requisitada, com pelotas autorredutoras, aglomeradas com bentonita e cal hidratada, adição de antracito (redutor) e de minério de ferro em alguns casos. A sinterização e metalização foram causa do endurecimento das pelotas. A maior resistência foi de 98,52 daN/pelota. Os teores de níquel nas pelotas resistentes variaram de 27 a 70%, com 0 a 35% de ferro. As ligas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura para observação de suas fases constituintes e composição.

ABSTRACT: The extraction of nickel from marginal lateritic ores through hydrometallurgy, producing a concentrate consisting of a mixed hydroxide precipitate (MHP), is very attractive in synergy with the production of agglomerates which can be applied as raw material in furnaces of nickel-ferro-alloys production. This is very evident when assessing the overall consumption of these ferroalloys to obtain stainless steel, and that is a practice increasingly performed by China and other countries such as Brazil. In addiction, the environmental laws are stricter and the low grade of the ores demands a great extent of fine particles processing, and generation of tailings. This work aims the technological development of a new product, with a hydro-piro integration, feasible by agglomeration. Initially it was made a hydrometallurgical study of MHP production, from lateritic ore, varying the conditions of acidity and temperature of the leaching solutions and the use or not of the aeration. The agitated aerated leaching at 80 ° C was the best option for nickel solubilization. A sample of MHP, from pressure acid leaching process, was used for agglomeration studies. The MHP was characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetry, atomic absorption spectrometry and laser diffractometry. The agglomeration experiments were made by hot route agglomeration (firing the pellets) and cold route agglomeration (aging the pellets by appropriate stocking). The pellets has feature of high moisture and plasticity. Pellets at least 50 daN/pellet of compressive strength (requisite for use in electric furnaces) were smelted to produce alloys containing nickel. Only hot route agglomeration reach the required resistance, with self-reducing pellets, using bentonite and hydrated lime as binders, anthracite as reductant and iron ore in some cases. Sintering and metalizing were cause of pellet hardening. The greatest pellet resistance was 98,52 daN/pellet. Nickel content in best pellets were 27 to 70%, with 0 to 100% of iron. The alloys were characterized by scanning electron microscopy to observe phases and composition.