Microwave assisted grinding process of Metallurgical Coke: Technical and energetic viability
RESUMEN : La molienda es la etapa de mayor consumo energético en las plantas de procesamiento de minerales, alcanzando hasta el 70% del consumo energético en las operaciones de conminución y alrededor del 30% de la energía total minera. En este proyecto, la influencia de las microondas en la moliend...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión borrador |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | Colombia |
| Institución: | Universidad de Antioquia |
| Repositorio: | Repositorio UdeA |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/27408 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10495/27408 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Metalurgia Metallurgy Microondas Microwave radiation Molienda Milling Coque metalúrgico http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_4815 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_4840 |
| Sumario: | RESUMEN : La molienda es la etapa de mayor consumo energético en las plantas de procesamiento de minerales, alcanzando hasta el 70% del consumo energético en las operaciones de conminución y alrededor del 30% de la energía total minera. En este proyecto, la influencia de las microondas en la molienda de coque metalúrgico es estudiada. En primer lugar, se evaluó el índice de trabajo de Bond como una variable de rendimiento para seleccionar las mejores condiciones de molienda a diferentes tiempos de radiación microondas (0, 5, 10, 20 y 30 s). Se observó una reducción en el índice de trabajo de Bond del 23 % a los 20 s de exposición microondas. Los efectos de la interacción coque metalúrgico-microondas se evidenciaron empleando técnicas analíticas. Se encontró aumento en el área superficial, defectos, vacantes, aristas y bordes cristalinos, así como cara de fractura y colapso de poros en el grano de coque metalúrgico. En segundo lugar, se compararon seis modelos diferentes de distribución de tamaño de partícula (Gates-Gaudin-Schuhmann (GGS), Rosin-Rammler (RR), Lognormal, Normal, Gamma y Swebrec) bajo diferentes escenarios de molienda de coque metalúrgico. El R2 ajustado, el criterio de información de Akaike (AIC) y la raíz del error cuadrático medio (RMSE) fueron empleado como criterio de comparación. Tres tamaños de bolas (2,54, 3,00, 4,00 cm) y nueve tiempos de molienda diferentes (0, 0,5,1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 10 min) fueron evaluados. Swebrec y RR presentaron criterios de comparación superiores con mayor bondad de ajuste y menor AIC y RMSE, conteniendo los valores mínimos de varianza entre los datos. El modelo fue el GGS presentó el menor ajuste, según los criterios de comparación y una mayor variación de resultados. Finalmente, se evaluó el comportamiento de la cinética de molienda del coque metalúrgico con base en el modelo de balance de población. La velocidad específica de fractura (Sj ) y la función de distribución de la progenie (Bij ), como parámetros del modelo cinético, se determinaron a los 20 s de exposición microondas, empleando medios de molienda de 2,54 cm. La determinación de los parámetros se realizó directamente por el método experimental de mono-tamaño -2000+1400 µm (10x14), -1180+850 µm (16x20), -800+600 µm (20x30), -425+280 µm (40x50) ) y el método de retrocálculo utilizando la solución de Reid. Se encontró que bajo el mismo escenario de molienda, el uso de microondas modifica los parámetros de cinéticos de fractura del coque metalúrgico con respecto al proceso sin tratar. La ley de primer orden se puede aplicar en condiciones evaluadas con un coeficiente de determinación mayor que 0,95. La tasa específica de rotura aumenta con el tiempo de exposición al microondas. Las fracciones 10x14, 16x20, 20x30, 40x50 rompen el material un 11,66 %, 9,95 %, 10,53 %, 17,01 % más rápido que las muestras no tratadas. El Bij después de la irradiación con microondas presentó fractura como mecanismo de fractura, mientras que el Bij no tratado evidencia fractura, astillado y abrasión. Por lo tanto, este trabajo mejora la cinética de molienda de coque metalúrgico y el comportamiento de rotura para mejorar los procesos de combustión y fabricación de acero. |
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