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Produção sustentável de Ferro a partir de carbonato de ferro mineral e química verde-hidrogênio (RSC Publishing)

xmlns=”http://www.rsc.org/schema/rscart38a redução de minérios de ferro com hidrogênio é considerada uma tecnologia promissora de avanço de CO2 para mitigar as emissões de CO2 da indústria de ferro e aço. A produção mais moderna de ferro e aço a partir de carbonatos de ferro mineral (FeCO3) é baseada na decomposição térmica de FeCO3 no ar para produzir hematite (Fe2O3) adequada para a produção de ferro. Nossa abordagem é reduzir diretamente FeCO3 com hidrogênio para ferro elementar, evitando a formação Fe2O3. Como consequência, as emissões de CO2 podem ser reduzidas em 60% e até 33% menos agentes redutores é necessário para a produção de ferro. O desenvolvimento de vias de produção compatíveis com o ambiente deve basear-se numa compreensão fundamental da cinética e do mecanismo de reacção. Portanto, a termogravimetria foi usada para determinar a cinética da formação de Ferro a partir de carbonato de ferro mineral e a decomposição concomitante dos carbonatos de matriz acessória de cálcio, magnésio e manganês. A análise cinética isoconversional de acordo com Ozawa–Flynn–Wall, Kissinger–Akahira–Sunose, e abordagem Friedman confirma o modelo cinético paralelo proposto. A regressão não linear Multi-variada foi utilizada para determinar os parâmetros cinéticos apropriados. A conversão de carbonato de ferro em ferro pode ser descrita com o modelo 2-dimensional Avrami-Erofeev A2. Portanto, sugere-se um mecanismo de nucleação controlado pela temperatura e de crescimento difusional para a formação de Ferro a partir de carbonato de ferro mineral e hidrogénio. Os modelos de reação multi-parâmetros Cn-X e Bna podem ser usados para descrever a formação concomitante de ferro, óxido de cálcio, óxido de magnésio e óxido de manganês sem aplicar cinética multi-etapas. Os modelos de reação multi-parâmetros prevêem uma conversão acima de 95% a 450 ° C em menos de 60 minutos de tempo de reação. Inevitavelmente, 1 mole de dióxido de carbono é sempre emitido quando 1 mole de FeCO3 é convertido em ferro. A hidrogenação catalítica do dióxido de carbono (CCDH) pode ser aplicada para diminuir as inevitáveis emissões de CO2 pela conversão química em produtos químicos contendo carbono de valor acrescentado. Portanto, propomos um processo que combina a melhoria da produção de ferro através da redução direta do FeCO3 com o CCDH como uma reação de acompanhamento.