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By Carla Lupi, Alessandro Pescetelli

"Spent lead battery recycling still shows few weak points in the achievement of a 100% recycling of different waste matters and by- products arising from the recycling process. Some of said problems are dealing with aqueous streams outgoing the recycling plant, and more particularly, a) the waste waters discarded from the breaking and separation unit, b) purification of the spent electrolyte drained from waste batteries and upgrade to a quality compatible with full re-use by the batteries’ manufacturers, c) purification of the mother liquors discarded in the sodium sulfate crystallization process so to produce a salt of commercial grade. All of the above listed problems have been satisfactorily overcome applying an electrochemical process that, through different process conditions and parameters, is able to remove the harmful impurities that hinder the successful commercialization of such by products, or, at least, that can avoid heavy and expensive treatment plant and operation.IntroductionAlmost 100% of commercial lead and lead alloys produced by secondary lead plants is recycled to the new lead accumulators manufacture. The other by-products and residues produced through the lead recycling process may be classified into two groups:a) matters reusable in the new accumulators production processb) matters produced as a result of various reagents and additives used in the recycling process, to be sold to different market sectorsQuality and saleability of by-products are significant points for the economics of the secondary lead plant operation, because, if said by-products are not saleable, they are just wastes, so offsetting potential revenues, and, at the same time, adding a heavy burden to operating cost, like disposal cost [1]. When looking at a typical, modern lead scrap batteries recovery cycle, it is quite evident that we are still rather far from dealing with a waste-less technology (fig.1).The group a) includes 3 by-products produced through the breaking process: among those matters the polypropylene only usually reaches a standard quality suitable for sale to lead manufacturing sector or to other sectors as well. The other two by-products, electrolyte and separators, do not still reach, through a viable and effective regeneration process, a quality standard sufficient for their re-use in the lead batteries sector ."

Jan 1, 2008

By and M. V Roper, H. N. Engelbrecht

Quality control interventions emanate from process upsets and trends that move product quality beyond the natural variation expected in a stable process. The ability to detect upset conditions and react in an effective manner protects both resource utilisation and compliance to specifications. Product quality control on coal processing plants traditionally relies on the reference (combined sampler and laboratory) system to measure product qualities. The introduction of online analyser (OA) technology, applied in different configurations, creates a second source of measurement information for control decision making. The case study was done on the primary sample stream of the final product stream at Exxaro’s GG7 and 8 plants, part of the Grootegeluk complex. It explores the OLA system’s ability to meet the OEM performance guarantee, perform equally to the reference system without analytical delay time, and assesses the effort to achieve this performance in a by-line analyser (BLA) configuration. In the paper, a conceptual comparison of the two measurement systems is done and the theoretical and practical comparison of measurement performance is discussed. Results demonstrate that the OA outperformed the OEM’s performance guarantee and achieved similar levels of performance to the reference system without the response delay. Keywords: Online analyser (OLA), by-line analyser (BLA), coal quality measurement, measurement performance

Jan 1, 2020

By Eduardo Luiz Sales Marinho

A Fábrica de oxigênio da AMT produz gases O2 e N2, utilizados no processo de produção de aço. Neste processo de fracionamento de ar, existe um compressor de ar que é responsável pela captação do ar atmosférico. Este compressor é do tipo centrifugo de 4º estágios de compressão, fabricação Hitachi, e tem capacidades de vazão de 114.000 Nm³/h e pressão de descarga 5.4 Kg/cm². Em Novembro de 2012, foi realizada inspeção no compressor e identificado trincas nas pás do impelidor do 4º st e perda de espessura de parede das pás do impelidor do 3º st de compressão. Houve perda da confiabilidade de operação do equipamento, sendo necessária uma ação para correção do problema. Depois de identificado a causa raiz das trincas,foi decidida a compra de dois novos impelidores com modificações no material para aumentar a resistência à corrosão. Na aquisição dos novos impelidores havia duas possibilidades: 1) Adquirir novos impelidores junto ao fabricante original do equipamento; 2) Adquirir novos impelidores por processo de engenharia reversa (levantamento de desenhos da peça desgastada para fabricação de uma nova) em conjunto junto com empresa especializada. Este trabalho irá mostrar os critérios e considerações que levaram a AMT decidir pela compra de novos impelidores por “Engenharia Reversa”, bem como, suas vantagens e riscos assumidos.

Sep 25, 2017

By Luis Armando Espitia

AISI 410 martensitic stainless steel specimens were low temperature plasma nitrided at 400°C in a mixture of 75%N2:25%H2, during 20 h. Active screen technic was used to avoid any edge effect The nitrided case is composed of expanded martensite (a’N) and e-Fe3N iron nitride, whilst chromium nitride precipitation was avoided. Surface hardness reached 1275 HV0.01. The transverse microhardness profile shows a gentle hardness gradient with a NHT nitrided case depth of 28 µm. Nanoindentation tests were carried out in order to assess the hardness (H), the Young modulus (E), the H/E and H3/E2 ratios and the elastic recovery (We) of both nitrided and non-nitrided specimens. The cavitation erosion mass losses were measured as a function of exposure time. The results showed a decrease of 27 times of the mass loss compared to the non-nitride specimens. Wear rate decreased from 2.56 mg/h for the non-nitrided condition to 0.085 mg/h after nitriding. The increment in the elastic recovery and the higher hardness values are responsible for the greater cavitation erosion resistance exhibited by the expanded martensite. Such results showed that low temperature plasma nitriding and the formation of expanded martensite are effective to increase cavitation erosion resistance of AISI 410 stainless steel.

Jul 31, 2018

By Marcela Alves Silva

Os aços inoxidáveis duplex - AID são ligas de Fe-Cr-Ni com no mínimo de 10,5% de Cr, promovendo uma película superficial aderente de Cr2O3, com proteção a corrosão e proporção microestrutural de austenita e ferrita próximas a 50%, potencializando as propriedades mecânicas e resistência à corrosão.Possuem boa soldabilidade, porém pode provocar um desbalanceamento microestrutural e a precipitação de fases deletérias, acarretando o declínio das propriedades, principalmente na zona afetada termicamente – ZTA. Desta forma o presente trabalho tem como objetivoavaliar à influência da energia de soldagem sobre a ZTA da junta soldada de AID, comparando soldas realizadas pelo processo TIG e FCAW levando em consideração o balanceamento das fases ferrita e austenita. Para tanto, foram realizadas soldas com parâmetros comumente utilizados nas indústrias em geral. As amostras apresentadas foram soldadas de acordo com o padrão da Thermon Indústria Mecânica, uma das colaboradoras deste projeto. Conclui-se que a comparação entre os dois processos distintos resultou em fatos já esperados, embasado na revisão bibliográfica, onde o corpo de prova soldado pelo processo TIG apresentou menor região propensa a fragilizações, menor ZTA. As frações de austenita e ferrita em cada corpo de prova foram similares nesta região.

Aug 17, 2017

By Gabriel Felipe Tavares de Barros

O presente trabalho estuda a cinética de dessorção do hidrogênio em aços 9% níquel, comercial e tratado termicamente em diferentes condições, através da técnica de Espectroscopia de Dessorção Térmica (TDS). Para a identificação dos aprisionadores de hidrogênio e a determinação da energia de ativação para a dessorção, ensaios de TDS foram realizados a 3, 5, 6, 10 e 15°C/min. Foi identificado um pico de dessorção a 124,66 kJ/mol, classificando o referido sítio aprisionador de hidrogênio como interfaces de grãos de austenita retida, cuja presença é confirmada por microscopia eletrônica e difração de raios-X.

Oct 30, 2017

By Jeann Diniz Ferreira Lima

Este estudo avaliou a influência da adição de um composto inorgânico radiopacificador sobre as propriedades do cimento Portland Branco, a fim de viabilizar sua utilização como cimento endodôntico, semelhante ao MTA. Primeiramente, cimento Portland Branco foi caracterizado por difração de raios-X, os resultados mostram que a amostra possui composição semelhante ao MTA, com exceção de bismuto na composição do material. O bismuto, segundo a literatura, é o agente radiopacificador presente no cimento endodôntico na base de MTA. Posteriormente foi selecionado um composto inorgânico, devido seu potencial radiopacificador para continuação do estudo, sendo este o Carbonato de Bismuto (Bi2(CO3)). Neste estudo foram avaliadas as seguintes propriedades; Tempo de presa inicial, compressão dimensional, solubilidade e alteração diametral, sendo todos os ensaios seguindo de acordo com a norma ISO 6878:2001. Para a realização destes ensaios, foram utilizadas amostras contendo 15% de Carbonato de Bismuto em sua composição. Comparando os resultados obtidos neste estudo, foi verificado de acordo com a literatura, que cimento Portland Branco acrescido de 15% de Carbonato de Bismuto possui propriedades semelhantes às do MTA, sugerindo assim, a viabilidade de sua utilização como alternativa menos onerosa aos demais materiais comercializados.

Aug 16, 2017

By Phelipe Matias de Oliveira

Os aços inoxidáveis superduplex possuem em sua constituição as fases austenita e ferrita em proporções semelhantes, esses aços apresentam propriedades mecânicas oriundas da combinação dessas duas fases. As fases sigma (s) e austenita secundária (g2) surgem nesses aços, de uma possível reação de decomposição eutetóide da ferrita (a ? s + g2). Este trabalho estuda as transformações de fases, a caracterização das microestruturas do aço inoxidável superduplex UNS S32750, através de microscopia óÓptica, ferritoscopia, quantificação de fases, evolução da dureza Vickers do material, e a precipitação da fase s após tratamento térmico de recozimento a 800ºC em tempos variados. Essa fase é prejudicial ao aço, pois diminui a resistência à corrosão do mesmo e o fragiliza, sua formação ocorre entre 600ºC e 1.000ºC. Foi estudada a evolução da fase s através do método do caminho microestrutural proposto por Vandermeer, geralmente aplicado a recristalização e não em estudos de precipitação da fase s. Os resultados indicam que a nucleação da fase s ocorreu por saturação de sítios.

Jan 16, 2018

By Eder Lúcio de Castro Martins

A Mina de Morro Agudo da Votorantim Metais está localizada na cidade de Paracatu (MG). A mina compreende um depósito de zinco e chumbo e atualmente o método de lavra empregado é o de Câmara e Pilares. O estudo geometalúrgico empregado na unidade tem por objetivo avaliar a performance das câmaras de lavra submetidas a testes de bancada correlacionando características mineralógicas com as etapas de beneficiamento. O minério é constituído predominantemente pelos minerais minério esfalerita (ZnS) e galena (PbS). O trabalho vem sendo desenvolvido com amostras de testemunhos de sondagem e representam as câmaras de lavra dos diversos níveis e regiões da Mina. Além dos testes de bancada que compreendem etapas de moagem, granuloquímica e flotação, as amostras são submetidas às análises químicas e mineralógicas. Foram determinados estatisticamente as classes de teores de alimentação dos testes, com o objetivo de realizar comparações de indivíduos que pertencem à mesma população. As câmaras de lavra são classificadas pelo rendimento geometalúrgico de acordo com a performance da variável recuperação metálica. De acordo com os resultados dos testes em bancada e sua respectiva classificação geometalúrgica, é possível traçar estratégias para que o planejamento de lavras e a usina de beneficiamento possam trabalhar em sinergia, de forma a maximizar o valor econômico de determinada frente de lavra.

Aug 17, 2017

By Blênio Márcio Cunha Silva

A indústria siderúrgica global está buscando cada vez mais tecnologias para tornar o seu processo produtivo mais sustentável e competitivo. Uma das grandes oportunidades, já conhecida nesse setor, é a transformação dos seus resíduos em coprodutos para revenda no mercado. Por esse motivo, este trabalho tem como objetivo avaliar as características físicas e químicas de duas escórias de aciaria por meio de uma caracterização tecnológica. Uma das amostras é proveniente do forno elétrico a arco (FEA), e a outra do conversor a oxigênio (Basic Oxygen Furnace - BOF ou Linz Donawitz - LD). Para o desenvolvimento da pesquisa foram utilizadas: uma etapa de cominuição, análises de classificação granulométrica, composição química e microscopia determinativa pelo sistema TIMA-MIRA. Os resultados da caracterização permitiram identificar e quantificar os elementos químicos e fases presentes nas escórias, as quais apresentaram teores de ferro acima de 20%, teores de CaO acima de 25%, ausência de P e Na e predominância das fases CaSi, CaFe e ferrosos.

Aug 17, 2017

By Fabiano Della Libera da Silva

Este artigo propõe uma metodologia para a construção de um Referencial Estatístico para a Utilização Física de equipamentos de mina. Para tanto, calcula-se um valor mensal (RE) apoiando-se em conceitos importantes para a operação de mina e que estão e inter-relacionados, como o comportamento sazonal da precipitação pluviométrica, o Teorema do Limite Central e a Gestão da Lacuna de Resultado. A metodologia proposta foi aplicada em uma mina de ferro a céu aberto e às frotas de transporte de um complexo minerador no Norte do Pará.

Aug 17, 2017

By Nicola Santangelo

The current economic crisis and growing environmental issues have led the steel industry to face the simultaneous effects of low demand and production overcapacity in a globalized steel market, whilst confronting high energy prices and the need to comply with the green economy. Heat Recovery from waste gas of the Electric Arc Furnace (EAF) represents one of the greatest opportunities to reduce the consumption of primary energy and reduce the CO2 emissions in steel industry. The heat of the off-gas, if recovered and converted into electrical power, can make the whole Fumes Treatment Plant autonomous from the electric point of view, thus making it a “Zero-Energy FTP”. The concept is to substitute the Cooling Components (Water Cooled Panels and Air Cooler) are substituted with Heat Recovery Components (Hot Water Cooled Panels and Heat Exchanger). The recovered heat can be converted into power by using an Organic Rankine Cycle (ORC) turbine. The heat recovered by the HWCP and the Heat Exchanger is characterized by a variable thermal power, which affects the efficiency of the downstream ORC System. Danieli, in collaboration with the University of Udine, has developed the Thermal Stabilizer Unit (TSU). Danieli has realized the first step towards Zero Energy FTP at ABS steelmaking plant (Italy) by installing a CHR® - Clean Heat Recovery. This plant has been started up on 17th October 2014. The HMI of the CHR® is integrated in the HMI of the furnace, so all the process could be kept under control by the furnace operator. At ABS recovered thermal power reaches 5.5 MW. The max power production reached with CHR plant in ABS (over 1MW of electric power) consents an annual saving of approx. 500,000 EUR.

Aug 16, 2017

By Rafael Cerqueira Lima

Os atuais desafios da Indústria do Aço e Minérios têm feito que empresas busquem otimizar seus processos de tal forma a produzir com a máxima qualidade e com o menor custo possível. Um processo estável possui baixos Índices de Paradas Não- Programadas, sejam de origem Operacionais ou por Falhas de Equipamentos. O presente artigo descreve a análise realizada em um processo de Sinterização onde em uma de suas etapas havia níveis insatisfatórios de Falhas e de Entupimento de Material. O objetivo principal deste artigo é apresentar os resultados obtidos com a modificação neste processo através da Substituição de um Table Feeder por um Alimentador de Correia e Melhorias realizadas em uma Balança Dosadora.

Aug 17, 2017

By Helênio Resende Silva Júnior

Arcelor Mittal Asturias coking plant at Gijon works, Spain, is undergoing a complete modernization of the whole coke making complex. In this context, Gijon has to be considered a brownfield project, where Paul Wurth has been awarded with the engineering, supply of key equipment as well as erection and commissioning supervision services for the rebuild of two coke oven batteries the modernization of the adjacent by-product and relevant waste water treatment plants. Main objective of this paper is to present the technological improvements introduced by Paul Wurth in the rebuild of a modern plant focusing on fulfilling all the recent environmental regulations.

Oct 30, 2017

By Felipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Camila dos Santos Pinto, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios

Neste trabalho estudou-se o comportamento cinético das transformações de fases por nucleação e crescimento nas interfaces (faces, arestas e vértices), das matrizes poliedricas de Kelvin, Voronoi e de Monte Carlo, através da simulação computacional. Com o objetivo principal de comparar os resultados obtidos das simulações com os modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK), e de John W. Cahn. As matrizes foram geradas por modelos estocásticos e através do método de crescimento do Cone Causal. Em engenharia o entendimento do comportamento das transformações de fases por nucleação e crescimento são importantes para prever os possíveis locais de nucleação, assim como no entendimento do comportamento dos constituintes presentes do diagrama ferro carbono, na decomposição da austenita, no processo de recristalização, entre outros. Desta forma, o modelamento computacional foi utilizado para o estudo das transformações de fases por nucleação e crescimento, obtendo como resultados a fração volumétrica, o caminho microestrutural e a contiguidade, ambos resultados foram importantes para a caracterização microestrutural e para descrever a distribuição dos núcleos no espaço. Com os resultados obtidos observou-se que se os núcleos estão bem distribuídos nas interfaces o impingement será mais fraco, levando as simulações de Voronoi e de Kelvin a corroborarem com o modelo analítico de JMAK, já o Modelo de Monte Carlo, não apresentou o mesmo comportamento, ou seja, ficou evidenciado que nem sempre a aleatoriedade vai ser válida para todos os casos. Foi constatado também que se aumenta consideravelmente a quantidade de núcleos, a distribuição perde a característica de aleatoriedade e passa a se comportar como clusters, corroborando com o modelo analítico de Cahn.

Nov 10, 2019

By V. B. Achanti

This paper deals with the effect of various bit geometric parameters on failure characteristics of rock material. Improvement of rock cutting efficiency of continuous mining machines has been an interesting research topic for the last few decades. In the current study, an automated rotary rock cutting simulator, duplicating a continuous miner, was utilized to study these parameters in the laboratory. Improvement of bit performance in terms of its life, cutting efficiency, dust production and energy consumption has drawn wide spread attention over the years. Research shows that optimizing bit parameters can result in efficient fragmentation of rock. Indiana limestone rock material was utilized in this study while bit tip angle, bit tip size, bit spacing, depth of cut and cutting velocity of rotary drum were varied to investigate the failure characteristics. The cutting pressure, penetrating pressure and the depth of cut were monitored on the simulator during the cutting process. Air borne dust and settled dust were measured for each experiment. Then, the specific airborne dust and specific energy were determined for the each type of bit. Triaxial tests were carried out to correlate the failure angle of the rock in static case to dynamic cutting process failure. The physical and mechanical properties of the rock were also determined in order to assess their influence on the wear characteristics of each bit.

Jan 1, 1998

By Benoit Clermont, Jan Lux

"Magotteaux and Anglo Platinum started a co-operation program with the main aim of establishing the optimum milling configuration measured in terms of throughput, fineness and energy consumption.For this purpose, a fully instrumented pilot milling plant, supplied by Magotteaux (Pty) Ltd, and equipped with a 0.9 x 1.0 m ball mill, was erected at Frank concentrator (Merensky Pt ore). The primary ball mills at Frank concentrator were surveyed in order to set the conditions for the base case. This data was then replicated in the pilot mill under the same configuration. Thereafter, a series of different parameters were varied in order to attempt to optimize the milling system.Some of the grinding parameters that have been studied are:•,Gate versus overflow discharge•,Open versus closed circuit•,Different filling degrees•,Different shell liner profilesOnly grate versus overflow discharge and open versus closed circuit will be discussed in this paper.It should be noted that this paper does not attempt to give a universal solution as to what milling configuration is optimum in all cases. The conclusions apply for this particular case and probably most others, but it would be advisable to consider each case on its own."

Jan 1, 2003

By R Urie

Dilution and loss of ore during the mining process invariably occur in all underground mining operations. This dilution and ore loss can have a significant effect on the performance and value generated from a mining operation. Further, excessive dilution or greater than anticipated ore loss during mining is often one of the key reasons for the underperformance of a mining project when compared to a feasibility study or annual budget. Mining professionals often go to great lengths preparing detailed mine plans, schedules and economic models only to then apply high-level estimates or rule of thumb values for dilution and mining recovery that can ultimately lead to inaccurate forecasts for the performance of a mine with the resultant loss of value due to the mining of uneconomic material or the loss of potentially valuable ore. This paper discusses processes and practices that can be practically used to manage dilution and mining recovery in an underground mining operation with a focus on understanding and then maximising value. The processes cover items such as the definition and measurement of dilution and mining recovery, techniques for the estimation of dilution and mining recovery, consideration of the economic implications, management of dilution and mining recovery through the stages of the planning cycle, and practices to reduce dilution and improve mining recovery. Common misconceptions and omissions are also discussed.

Mar 29, 2023

By Z Gao, D Liao, W Sun, S G. Pooley, J Wang, Z Shi, G Jing, S Ren, Q Chen

Yuanjing processing plant is a scheelite and wolframite plant in southern China. Water shortages and recent environmental regulations mean that the plant must reuse the wastewater that comes from the mining operation. This paper describes the efforts to reuse the mining and ore washing wastewater (MOW) in the processing plant. Initial attempts to reuse the MOW in the strong magnetic separation were unsuccessful because the magnetic media pack was seriously fouled by the micro-fine precipitate generated. The focus changed to reuse the MOW in the scheelite flotation circuit, which includes one roughing, one cleaning and three scavenging steps. Laboratory batch tests showed this would likely be successful because using MOW reliably improved the flotation performance in the laboratory tests. Then a 20 day industrial trial was run in the plant. The trial was very successful with the enrichment ratio of WO3 increasing from 17.4 to 23.6, while the recovery remained around 79.2 per cent. The industrial trial was so successful the company immediately adopted the new scheme, which has remained in use ever since. This technical solution not only alleviated serious water shortages, and satisfied environmental regulations but also improved the plant performance.

Aug 24, 2022

By G Brooks

The control of phosphorus in steelmaking is one of the famous challenges of pyrometallurgy. It is well established that highly basic slags, the presence of FeO in the slag and lower temperatures (less than 1650°C) are favourable for phosphorous removal. The thermodynamics of this reaction have been extensively studied under laboratory conditions and the general trends confirmed through industrial trials. However, in general, phosphorus slag/metal distributions measured in industry are far from equilibrium and quite specific to the oxygen steelmaking technology being used. This variability was quantified by Urban, Weinberg and Cappel (2015), who found that the phosphorus partition ratio measured in plants varied with blowing practice, stirring intensity and even converter life. Some recent kinetic studies by Gu, Dogan and Coley (2017) have shown how the kinetics of these reactions vary with FeO content and dissolved sulfur at the droplet scale. A global kinetic model by Rout et al (2018) provides meaningful predictions of where dephosphorisation occurs in an industrial basic oxygen furnace (BOF) and some recent heat transfer modelling by Madhavan et al (2021, 2022) implies that temperature difference between droplets and slag has a role to play in explaining why equilibrium is not achieved. This paper will review the current state of knowledge and provide suggestions on predicting phosphorous removal for industrial operations and how greater removal could be achieved.

Jun 19, 2024