Mejora de la sostenibilidad del proceso de fabricación de ferroaleaciones de manganeso: transformación de residuos de alto contenido en manganeso en materias primas secundarias para la industria del acero y las ferroaleaciones

Abstract

La presente Tesis persiguió el desarrollo de tecnología para la transformación de residuos de alto contenido en manganeso en productos vendibles y/o reutilizables. Este estudio buscó contribuir en la mejora socio-económica del país y producir un impacto positivo en el medioambiente, evitando el envío de residuos a vertedero. El manganeso es un metal muy abundante en la corteza terrestre cuyos vestigios se remontan a la Edad de Piedra. Actualmente, la principal fuente de utilización del manganeso metálico es la industria siderúrgica. La fabricación de manganeso se realiza en forma de ferroaleación (ferromanganeso (FeMn) y silicomanganeso (SiMn)). Hoy en día, la obtención de ferroaleaciones de manganeso se realiza mediante una reacción de reducción carbotérmica de minerales de manganeso. La tecnología empleada son hornos eléctricos de arco sumergido. El proceso productivo de obtención de ferroaleaciones de manganeso deja cuatro residuos de interés: polvo impalpable, uno rico en óxido de manganeso y otro rico en manganeso metálico, aleación desclasificada y una torta de alto contenido en óxido de manganeso. Actualmente estos residuos son tratados en húmedo y enviados a vertedero con el consiguiente impacto medioambiental. En esta Tesis se estudiaron de manera independiente cada uno de los residuos descritos y se desarrollaron sistemas de tratamiento individuales para su transformación en productos vendibles y/o reutilizables. En el caso de los residuos de carácter pulverulento, se propone atajar la problemática haciendo uso de sistemas de compactación empleando agentes ligantes. Para los residuos de carácter oxidado el empleo de cemento como aglomerante se consideró como la mejor opción para su gestión. Los residuos de carácter metálico, por calidad comercial desde el punto de vista de la composición química, fueron compactados evitando cambios composicionales empleando aglomerantes inocuos. En el caso del residuo en forma torta, se optó por un seguimiento de sus propiedades y su vinculación con las variables del proceso productivo persiguiendo reducir su producción y asegurar las propiedades físicas que permitiesen su recirculación al proceso productivo como materia prima secundaria. La calidad de los productos obtenidos para venta y/o reutilización fue determinada mediante pruebas industriales que midieron la capacidad aleante del producto en el acero y simularon su comportamiento en el interior del horno de ferroaleaciones de manganeso respectivamente.