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By Thomas P. Battle

Ilmenite (iron titanate) is the source of over 90% of all the titanium produced in the world today. At some point during production of titanium dioxide or titanium metal the iron impurity must be removed. Too often it becomes a waste instead of a product. DuPont and MINPRO have developed a solid-state process which separates the iron and titanium components of ilmenite into different high-purity powders, which can be separated using conventional mineral processing techniques. The main reactor in this process is a unique high-temperature ball mill, where the iron segregates from the ilmenite lattice with the assistance of catalytic quantities of He\. The results of lab, pilot plant, theoretical, and scale-up studies are presented and discussed.

Jan 1, 1996

By E. Molleman

This paper reports on testwork exploring the dissolution/reprecipitation reaction: ZnS + 2HCl ? ZnCl2 + H2S, as part of a process for the production of pure ZnS. In spheroidal form, this would constitute a premium fonn of zinc refinery roaster feed enabling the production of pure ZnO. The research focused on the influence of proton activity on dissolution of zinc concentrates from Brunswick Mining & Smelting, Red Dog and Tara. The results and thermodynamic data suggest that the three concentrates contained significant amounts of the more reactive mineral wurtzite, although XRD analysis showed mainly the presence of the mineral sphalerite.

Jan 1, 1997

By Daniel Amponsah-Berko, Palas Kamlakar Borkar, Kwabena Boafo, Neha Sharma, Timothy Eisele

A series of iron-leaching experiments were conducted to test the ability of metal-reducing anaerobic organisms to reduce iron from Fe3+ to Fe2+ to dissolve it from iron ore tailings. This bioleaching process involves the fermentation of biomass from Typha latifolia (a common wetland plant) to generate organic compounds, which, along with metal-reducing organisms, reduce and dissolve iron. The concentration of dissolved iron over time was studied for one year. Iron concentration above 1150 mg/L was achieved at a pH range of 3.95–5.36. Tailings from multiple locations were examined.

Feb 1, 2025

By N. A. Jabit

The dissolution behaviour of ilmenite in acid solutions has been studied by many researchers to improve the leaching efficiency. Most studies which utilized natural ilmenite from different origins resulted in different reactivity due to the alteration caused by the weathering process. Previous researchers have suggested that the greater reactivity shown by some ilmenite samples towards sulphuric acid may be a result of the mineral being relatively unaltered. In the present study a rotating synthetic ilmenite disc of 2.2 cm diameter was subjected to leaching studies in hydrochloric acid. The dissolution rates of iron and titanium from synthetic ilmenite were determined in hydrochloric acid solutions (4 M to 9 M) over a temperature range of 50 to 80°C. Results show that the rate of dissolution of both iron and titanium increased with the increase in acid concentration. However, the rates decreased with time and obeyed a parabolic rate law indicating the blockage of the surface by an insoluble product. The rates of dissolution of both iron and titanium were higher in the presence of SnCl2 and remained unaffected with time indicating the reductive role of SnCl2 which inhibits the formation of surface blocking solids. Application to natural ilmenite is also discussed.

Jan 1, 2014

By Parida K. M, Paramguru R. K

Laboratory-scale studies aimed at developing a process for solubilising manganese values from a low grade pyrolusite containing material using low grade pyrite, both available in India, are described. Leaching 21 parts by mole of pyrolusite with 6 and 26 parts by mole of pyrite and sulphuric acid respectively results in good manganese dissolution (98 per cent) at 100°C within one hour. The probable kinetics of the leaching process has also been given.

Jan 1, 1995

By L. C. S. Dharmasiri, S. M. Shin, A. Senaputra, J. S. Sohn, K. H. Park, J. Avraamides

Reducing agents can be applied to leach metal values from natural and secondary resources such as laterite ores and deep sea manganese nodules and recycled materials such as spent batteries / catalysts which contain high-valent metal oxides of manganese, cobalt and iron. Selective leaching of some metals can be achieved by selecting conditions to control the saturated solubility and dissolution rates of metals from oxides or mixed metal/oxide matrices. The leaching results are rationalized on the basis of chemical species, Eh-pH diagrams and heterogeneous kinetic models. The role of reducing agents such as hydrogen peroxide, sulfur dioxide and iron(II) sulphate, in acid, alkali and in the presence of complexing ligands such as ammonia for the improvement of the leaching of metal oxides and metals is discussed. Previous studies on acid leaching of metals from nickel laterites, manganese nodules and spent catalysts/batteries in the absence or presence of reducing agents show that the rate controlling step involves the diffusion of protons through a thickening product layer on the particle being leached. It is shown that the leaching of nickel and cobalt from manganese nodules and zinc-carbon batteries in ammoniacal sulphur dioxide solutions also obey shrinking core kinetics.

Jan 1, 2014

By Hiroaki Kawamura, Takeshi Yoshikawa, Kazuki Morita, Yutaka Yanaba

"To develop an alternative metallurgical process for phosphorus removal in the production of solar-grade silicon (SOG-Si), slag treatment of metallurgical-grade silicon (MG-Si) was conducted, followed by acid leaching. Phosphorus-doped silicon alloy or MG-Si containing certain amounts of phosphorus and calcium was reacted at 1723 K and 1773 K with CaO--CaF2 of several compositions. Phosphorus removal from the molten silicon into the slag phase was confirmed by reduction to phosphide ions, P3-, and phosphate ions, P3-. These ions were separately determined using a wet chemical analysis method developed by ourselves. The highest phosphorus distribution ratio obtained was 2. 7 after reaction for 18 h with 17.5 mass% CaO--CaF2 slag. We then conducted acid leaching of the silicon and achieved removal of a large fraction (over 90 % ) of the phosphorus, which was much higher than that obtained by ordinary oxidizing slag treatment.IntroductionIn recent years, the production of solar cells has been increasing rapidly. Because of this, the demand for solar-grade silicon (SOG-Si) has also been growing rapidly. The development of lower-cost mass production processes is therefore needed to provide silicon feedstock. Phosphorus is one of the impurities in metallurgical-grade silicon (MG-Si). Because of its large segregation coefficient (kp = 0.35) [l ], it is difficult to remove phosphorus using a solidification refining process. Vacuum melting is considered to be a promising method for removing phosphorous from MG-Si [2], but the issues of high cost and large energy consumption have still to be resolved.Slag treatment is often used to remove impurity elements by oxidizing reactions during general oxidation refining processes. For example, phosphorus in molten steel is removed into a slag phase as phosphate ions, PO4 3-l-, by the following reaction:"

Jan 1, 2013

By Byron Belew, Juris R. Harlamovs, D. B. Dreisinger, John L. Watson, G. A. Kordosky, Thomas O. O’Keefe

Unwanted impurities, present in raw materials, are often coextracted along with desired constituents during leaching. Due to its abundance and ease of extraction, the presence of ferric iron in leach solutions, solvent extraction circuits, and subsequently in electrowinning circuits, has always been a problem. In the case of zinc hydrometallurgical processing, iron is frequently an impurity in leach solutions. Purification of such solutions by solvent extraction, using di (2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) in a kerosene diluent, results in ferric ions being readily extracted along with zinc into the organic phase. Ferric iron has proven difficult to strip from the organic phase, but it is known that ferrous iron may be easily stripped from D2EHPA, and hence a process to effect reduction of iron present in the organic would have great potential. This research investigated a process to directly reduce ferric to ferrous iron in the organic phase, and to strip the ferrous iron using a dilute acid solution. The process utilized metallic zinc as the reductant and a low concentration sulfuric acid stripping solution. The results of the laboratory tests illustrated that iron could be readily removed from the organic phase by simultaneous direct reduction and acid stripping. The reductive stripping process was subsequently utilized in industry at the laboratory and pilot plant levels. The results of the industrial tests were encouraging and demonstrated the potential of this novel concept.

Jan 1, 1993

By Haotian Xue

A new process to extracted antimony directly from stibnite concentrate by reductive sulfur-fixation smelting in sodium molten salt has been presented. The influences of sodium salt content and composition, ferric oxide addition, temperature and time was investigated, respectively. The optimum conditions was determined as follows: W????: ??concentrate=40%, W??alt: ????concentrate =88.75%, WFe2O3 :Wconcentrate =55.13%, W??aCl: ????alt=40%, 1123K, 1h. Under above-mentioned optimum conditions, the average direct recovery ratio of antimony can reach 91.48%, and the main chemical composition of obtained crude antimony is Sb 94.31%, Fe 4.436%, Pb 0.502%, Au 0.0236%. In comparison to traditional antimony pyrometallurgical process, the smelting temperature of present process is reduced from 1423~1473K to 1123~1173K. During the smelting operation, SO2 emision can be avoided completely due to sulfur-fixation as FeS. Furthermore , S0 can be obtained when the molten slag is handled by water leaching with conditions of 323K, L/S=5/1, 2h.

Jan 1, 2014

By Wallace Ernesto Sant Anna Ramos

Um dos grandes desafios na área Utilidades e Energia da Indústria Siderúrgica é a manutenção da qualidade da água dos sistemas de Lavagem de Gases da Aciaria e Altos Fornos, em função das diversas impurezas existentes neste processo o que pode gerar altos custos de manutenção ao longo do ano. Este trabalho visa mostrar as vantagens e benefícios de se utilizar um Tratamento Químico adequado na água dos sistemas de Lavagem de Gases da Aciaria e Alto Fornos com foco redução de horas paradas de manutenção preventiva e corretiva, aumento da performance dos equipamentos, otimização de mão-de-obra dentre outros.

Oct 30, 2017

By Denise Freire Duarte

Desclassificações de corridas por elementos fora da faixa de especificação do tipo do aço que está sendo produzido impactam negativamente nos indicadores da empresa. É esforço contínuo os projetos de melhoria e ações implantadas para a redução dessas desclassificações. Quando uma corrida é desclassificada, há um custo para refazer a corrida perdida, ocorre um processo de reclassificação que fica em estoque aguardando aplicação, perde-se tempo e pontualidade na produção entre outros impactos. Portanto identificar a causa raiz do problema e atuar em ações efetivas e bem implantadas são as chaves para a resolução do problema e melhoramento do processo. O fósforo é um elemento que deve ser controlado pois é item de norma para atendimento às especificações pois impactam na fragilização do material. Este trabalho mostra a análise realizada na busca da causa raiz das ocorrências das desclassificações de fósforo.

Oct 30, 2017

By Carlos Alexandre Azevedo

Aços microligados ao nióbio possuem grande aplicação na indústria automotiva, muitas vezes como itens de segurança. Estes aços possuem certa tendência à geração de trincas transversais de superfície em placas produzidas via lingotamento contínuo, principalmente se as variáveis de processo durante a solidificação não forem adequadas. Experimentalmente, verificou-se que a ocorrência de trincas estava associada à composição química e às variáveis de processo. Com base nestas observações, avaliações da literatura e simulações com software Thermocalc ®, foram propostas alterações de composição química e ajuste na curva de oscilação, sendo este último considerado fator principal para a obtenção de placas isentas de trincas.

Aug 17, 2017

By Bruno Vidal de Almeida

A campanha dos refratários à base de carbono aplicados como revestimento de trabalho de diversos equipamentos siderúrgicos depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. Durante a etapa de aquecimento inicial de revestimentos refratários novos ocorre a oxidação prematura do carbono presente no revestimento refratário, reduzindo a vida útil do revestimento precocemente. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um novo coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. O coating desenvolvido possui uma fase ligante com pega química ativada termicamente e possui como carga refratária um composto sílico-aluminoso com elevada estabilidade térmica. Os resultados laboratoriais de avaliação de desempenho revelaram que com a aplicação do novo coating desenvolvido reduz-se a oxidação prematura do carbono em até 77% e elevase a vida útil do revestimento em alguns casos em até 15%. O coating desenvolvido revelou possuir excelente desempenho quanto a proteção do refratário MgO-C contra a oxidação do carbono que ocorre durante a etapa de aquecimento de equipamentos com refratários novos, comprovando sua aplicabilidade em diversos equipamentos siderúrgicos que possuem revestimentos refratários à base de carbono.

Aug 17, 2017

By Ignacio Ferreira França Monjardim Barradas

A elevação da capacidade de um compressor pode se feita de diversas maneiras: incrementando a abertura da guide vane (válvula de admissão – incremento da rotação), diminuindo a temperatura de sucção, abrindo a válvula de recirculação, etc. Neste trabalho exploraremos essa elevação para compressores de Nitrogênio gasoso através do aumento da pressão de sucção destes equipamentos. Este incremento da pressão de sucção foi obtido através da redução da perda de carga na sucção do compressor. Temos dois possíveis benefícios neste caso: o aumento da vazão volumétrica mantendo a mesma pressão de descarga, ou a redução do consumo de energia do equipamento através da redução da abertura da válvula de admissão (guide vane) para disponibilizar uma mesma vazão volumétrica. Essa otimização do sistema foi obtida através da substituição do filtro de sucção do equipamento por um de maior diâmetro e, consequentemente, menor perda de carga. Originalmente o filtro encontrava-se numa tubulação com menor diâmetro: um novo filtro foi especificado e instalado num trecho de tubulação com maior diâmetro.

Oct 30, 2017

By Carlos Vinícius Domingos de Carvalho

As perdas geradas nos processos de uma Aciaria contribuem de forma significativa para a perda metálica do processo. Eventualmente, mesmo com uma operação correta, do ponto de vista de características do produto, pode ocorrer comprometimento do ponto de vista econômico, e uma forma de redução direta dos custos e aumento de performance é a redução das perdas geradas no processo. Desta forma, tornou-se importante realizar um estudo para reduzir as perdas metálicas na Aciaria. Foi utilizado a metodologia Seis Sigma, sendo estratificadas as perdas por processo na Aciaria, onde as maiores perdas na rota dos processos de Lingotamentos Contínuos foram: perda no Distribuidor (24,7%), corte de sequência (17,5 %), retorno de corrida por baixa temperatura do aço na panela (16,3 %); perda por obstrução da válvula da panela (8,8 %). A perda metálica foi reduzida em 50,8%. Além da redução expressiva das perdas, houve uma grande contribuição em relação à compreensão dos modos de falhas para apropriação correta das perdas, tornando as informações mais seguras e facilitando o tratamento de possíveis falhas no processo.

Oct 30, 2017

By Paulo Henrique Vieira Soares

A filtragem vertical no processo de mineração representa a etapa final de beneficiamento do minério de ferro, pois o material proveniente das etapas anteriores chega em forma de polpa até os filtros verticais a vácuo que por sua vez tem a função de retirar a umidade do material, reduzindo a níveis aceitáveis de forma a propiciar a estocagem do produto no pátio de armazenamento. Este trabalho aborda o uso de análise estatística empregado no processo de filtragem da usina de Conceição I para redução da umidade no pellet feed.

Oct 30, 2017

By Geovane Viturino da Silva, Diogo Costa, Paulo Eduardo Marcelino, Alan José Santos De Almeida, Marco Antônio dos Reis, Deilton de Oliveira

A utilização de coque como combustível em Altos Fornos é necessária, apesar das restrições ambientais e dos custos envolvidos. Para diminuir a quantidade de coque utilizado no processo, são adotadas medidas como a injeção de hidrocarbonetos, dentre os quais, o carvão pulverizado, que é comprovadamente um bom substituinte parcial do coque carregado nos Altos Fornos. A injeção de carvão pulverizado (pulverized coal injection - PCI) propicia um maior retorno econômico, quando utilizado no processo de fabricação do ferro-gusa, pois permite uma maior capacidade da taxa de injeção ao se comparar com o emprego de óleos, gases e outros substituintes. No processo da injeção de carvão, conforme o objetivo do presente trabalho, se faz necessária uma baixa variabilidade (relação da taxa de carvão real com o set point pedido). A utilização da metodologia (Six Sigma) foi de fundamental importância para as principais ações adotadas, e trouxeram como principais resultados, estabilidade nos processos de moagem e injeção, bem como a redução do desvio da taxa de injeção de 16% para 10%, gerando uma economia para a Ternium BR.

Oct 1, 2019

By Francisco de Paula Pinheiro

Estudo das fontes de variação do processo de vazamento contínuo de chapas de alumínio, através da aplicação de uma metodologia prática e rápida para solução de problema. Após identificação das variáveis críticas à qualidade, ações foram tomadas de modo a minimizar as perdas do processo, o que contribuiu para a redução nos custos de produção das chapas.

Aug 16, 2017

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

O sistema de detecção de rompimento de pele monitora a estabilidade da transferência de calor no molde. Quando é observado desvio de temperatura no molde, esse sistema aciona um alarme e reduz a velocidade de lingotamento para evitar um possível rompimento de pele. Durante a redução de velocidade, alguns aços podem sofrer alteração dimensional e agarramento de placa no veio, podendo ocasionar a interrupção da série. O aço ultrabaixo carbono com alto teor de silício e alumínio, aplicado a indústria elétrica, apresenta esse comportamento. Para melhorar a estabilidade de lingotamento reduziu-se 10% do teor de alumínio no aço. Em termos práticos, o que se observou foi a melhora na estabilidade operacional, pela redução de aproximadamente 83,7% dos alarmes falsos de rompimento de pele. A adequação do projeto de liga do aço não alterou as suas propriedades eletromagnéticas.

Jul 30, 2018

By Paulo Paranhos Gonçalves Filho

O trabalho apresenta as etapas e resultados obtidos através do projeto de adequação da iluminação de Usinas de Pelotização da VALE no Complexo de Tubarão em Vitória - Brasil utilizando tecnologia LED (Light Emitting Diode). Foi elaborado um estudo luminotécnico das usinas, assim como levantamento in loco para elaboração do projeto de adequação e substituição das luminárias LED. Houve também um estudo da tecnologia e busca por tipos de luminárias que melhor atenderiam cada área especificamente. Foram feitas medições de potência instalada e iluminância das principais áreas das usinas para posterior comparação com os resultados alcançados. Nas áreas onde a tecnologia LED já foi implantada foi obtida uma redução de 45% em média no consumo de energia elétrica do sistema de iluminação. Verificou-se também um incremento de até 11 vezes no nível de iluminância além da redução das intervenções por parte da manutenção para substituição e/ou melhora da iluminação. A viabilidade da utilização da tecnologia LED foi confirmada pela redução de custo com energia elétrica, redução de manutenção do sistema de iluminação e aumento da iluminância na área com o consequente aumento de segurança no trânsito de pessoas e execução de atividades.

Aug 2, 2018