O que é carvão metalúrgico e onde é usado

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O aumento do preço do petróleo e a busca por fontes alternativas de energia não só levaram ao desenvolvimento de novas tecnologias, como chamaram a atenção para outra matéria-prima não menos útil - o carvão. O mais importante para a indústria é o carvão metalúrgico. Qual é o seu valor e onde é extraído é descrito neste artigo.

O que é carvão metalúrgico

É carvão duro, do qual se obtém coque de certa resistência e tamanho em condições de coqueificação. É de grande valor para a indústria e está em demanda ativa em muitas indústrias. Assim, o carvão coqueificável é utilizado como principal combustível na produção de aço e energia.

Os carvões de coque diferem de outros carvões betuminosos em sua capacidade de entrar em um estado plástico e sinterizar quando expostos a altas temperaturas sem oxigênio.

Composição do carvão coqueificável

O carvão metalúrgico na forma concentrada e não enriquecida é caracterizado por baixo teor de cinzas (menos de 10%), baixo teor de componentes voláteis (de 15 a 37%) e enxofre(menos de 3,5%). Em comparação com outros tipos de carvão, os carvões de coque têm uma alta temperatura de combustão e são caracterizados por um menor teor de impurezas. A proporção de substâncias constituintes em diferentes depósitos de carvão pode variar ligeiramente. Isso é muito importante levar em conta no processo de coqueificação. Assim, antes de processar o carvão, sua composição, capacidade de coqueificação, capacidade de aglomeração e outros indicadores são necessariamente determinados. No território do espaço pós-soviético, os seguintes tipos de carvão são usados para coque:

• K - coca.
• F - gordo.
• G - gás.
• OS - sinterização enxuta.
• SS - altamente endurecedor.

Processo de coque

Coqueificação é o processo tecnológico de conversão de carvão em coque. Consiste em várias etapas. Na primeira fase, o carvão é preparado para coqueificação. O carvão extraído é triturado e são formadas misturas especiais - carga. O próximo passo é coque. Ocorre em câmaras especiais de um forno de coque usando aquecimento a gás. A mistura preparada é colocada no forno por 15 horas, onde durante todo esse tempo a temperatura é aumentada para 1000ºС. O resultado desse processo é um “bolo de coca”.

A tecnologia de coqueamento mudou drasticamente ao longo do século XX, permitindo o desenvolvimento de novos depósitos de carvão.

Segundo estimativas, cerca de 10% da produção mundial de carvão é coque. Este fato confirma a alta demanda da indústria por coqueriacarvões.

Qual a diferença entre coque e carvão térmico

O maior valor para a indústria é fornecido pelo carvão metalúrgico, que é utilizado como combustível de processo em diversos setores industriais da economia nacional. Por exemplo, para fundição de ferro. A principal característica que distingue o carvão de coque do carvão de potência é a presença de uma vitrine. Este é o componente de cinzas do carvão, que é formado como resultado da decomposição das plantas na ausência de oxigênio. As propriedades do vitren consistem na capacidade de fundir e sinterizar sob a influência de alta temperatura. Assim, as micropartículas de carvão se unem em uma massa densa. Quanto maior a concentração de vitreno, maior a qualidade de coqueificação desse carvão.

A maior quantidade de substâncias fusíveis está contida em tais tipos de carvão: coque, gás, gordura, massa magra e gordura de coque.

Graus de carvão

Na natureza, existem muitas variedades de carvão, que diferem na composição técnica, desempenho de sinterização e componentes voláteis. Apenas alguns tipos de carvão são adequados para coqueificação. Mas nem todos eles são adequados para sinterização em sua forma pura. Às vezes, alguns componentes precisam ser adicionados. Assim, existem os seguintes graus de carvão coqueificável:

1. K - coca. Ao coquear esta marca de carvão em sua forma pura, obtém-se o coque metalúrgico padrão. Para obter carvão da mais alta qualidade, são adicionados outros graus - negrito ougás.
2. KZh - gordura de coca. Tem a melhor capacidade de coqueificação, é usado principalmente para produzir coque sem adicionar outros tipos de carvão. A composição do carvão coqueificável contém até 30% de componentes voláteis. Reflexão Vitren - 1,3%. A espessura da camada de plástico é de 18 mm. Sem alterar a qualidade do coque, é permitido adicionar até 20% de CS, OS e KO a esta marca.
3. KO - coca magra. A espessura da camada é de 10-12 mm, a reflexão do vitren é de até 1%. Como regra, esta marca não é usada separadamente, mas apenas em combinação com carvão ZhK e GZh.
4. KSN – coque de baixa torção e baixa metamorfose. Durante a sinterização, este tipo de carvão produz um coque lavável e de baixa resistência, por isso é usado principalmente para sinterização com outros graus ou para a produção de gás de síntese.
5. KS – coque de baixa torta. A espessura da camada de plástico é de até 9 mm. Caracterizado por baixa sinterização. O grau de carvão KS é usado por empresas de coque como um componente enxuto. Também é usado em algumas áreas de produção para combustão em camadas.
6. GK – coqueificação a gás. Ao coquear, obtém-se um coque bem fundido, mas com baixa resistência mecânica. O produto sinterizado é facilmente dividido em pequenos pedaços. Normalmente, o carvão gasoso é usado em misturas com outros carvões de coque.

Os seguintes graus de carvão coqueificável são considerados os melhores para sinterização: gordo, ligeiramente aglomerante, gasoso, sinterizado pobre e coque em sua forma pura. Eles contêm a menor quantidade de impurezas e têm uma altaplasticidade.

Áreas de aplicação

O principal objetivo do carvão de coque é o combustível industrial. Durante a combustão, o carvão de coque libera uma grande quantidade de energia térmica. Portanto, a temperatura de ignição deste combustível é de 470ºС. Mas a queima não é a única maneira de extrair propriedades úteis desse fóssil. Existem muitos outros setores da economia nacional que efetivamente utilizam o carvão metalúrgico. A utilização deste recurso natural em processos industriais permite obter dele chumbo, molibdênio, zinco, germânio, enxofre, gálio e outros elementos químicos. Os resíduos da indústria do carvão também têm aplicações industriais. Assim, eles são processados em materiais refratários e abrasivos. Materiais de construção também são produzidos a partir de resíduos.

No total, mais de 300 variedades de produtos são feitos de combustível de pedra. O carvão é usado como principal material para a produção de elementos estruturais de carbono-grafite, ácidos nítricos ricos, que são usados em fertilizantes. As substâncias liberadas durante o processo de coqueificação têm aplicação efetiva. Assim, durante a destilação seca, formam-se alcatrão de carvão e água de amônia. Eles também são recicláveis.

Além disso, a coqueificação produz produtos gasosos que contêm benzeno, fenol, amônia e tolueno. Eles servem como fontes de outras substâncias benéficas.

Produção de carvão metalúrgico na Ucrânia

O carvão metalúrgico na Ucrânia é usado principalmenteempresas metalúrgicas. Assim, a metalurgia responde por cerca de 90% da demanda total por esse tipo de combustível. A indústria extrativa do país fornece carvão coqueificável para o mercado interno em apenas 60%. Os restantes 40% do carvão consumido são importados. O principal fornecedor de carvão metalúrgico para a Ucrânia é a Rússia.

Nos últimos anos, o país tem visto um aumento na demanda por matérias-primas estrangeiras. Isso se deve ao declínio da produção nacional. Além disso, a demanda por matérias-primas nacionais está caindo devido à diminuição de sua qualidade, uma vez que as usinas metalúrgicas não podem utilizar carvão com alto teor de enxofre.

Na Ucrânia, o carvão de coque é extraído nas bacias: Donetsk, Lvov-Volyn, Dnieper. A maior quantidade de reservas de carvão está concentrada nas regiões de Donetsk, Luhansk e Dnepropetrovsk. No momento, devido à instabilidade política, a produção de carvão metalúrgico no leste da Ucrânia foi suspensa.

Mineração de carvão na Rússia

Na Rússia existem grandes depósitos de carvão. De acordo com os números, o país ocupa um dos primeiros lugares do mundo em termos de reservas de carvão. Mais de 67% deles são carvão duro. Destes, 10% são carvões de coque.

Na Rússia, o carvão de coque é extraído nas bacias: Kuznetsk, Pechora, Yuzhno-Yakutsk, Donetsk e Kizelovsk. As duas primeiras bacias produzem mais carvão.

As reservas de carvão metalúrgico na Federação Russa somam 47,3 bilhões de toneladas. No entanto, apenas uma pequena parte é utilizável. NONos últimos anos, a produção de carvão metalúrgico na Rússia atingiu o nível de 70 milhões de toneladas por ano. Isso é suficiente para fornecer matérias-primas às empresas industriais do país.

O carvão metalúrgico na Rússia é extraído em ritmo estável. Um aumento na produção de carvão ocorrerá em caso de aumento da demanda por esse tipo de matéria-prima, devido ao desenvolvimento de setores metalúrgicos e afins da economia russa.

Perspectivas do mercado de carvão metalúrgico

Nos próximos anos, a indústria de carvão russa espera por mudanças. As principais áreas de desenvolvimento da indústria estarão relacionadas com o sistema vertical de produção de carvão. Assim, a política estatal prevê a criação de instalações energéticas de pequena e média capacidade com base em minas de carvão. Também está prevista a instalação de equipamentos em empresas de mineração de carvão que permitem que o carvão seja processado em combustíveis sintéticos ecologicamente corretos.

Em termos de volume de vendas, a demanda por carvão metalúrgico na Rússia crescerá. O fato é que além das siderúrgicas, a metalurgia de não ferrosos e muitas outras indústrias utilizam o coque. Assim, para a produção de 1 tonelada de ferro-gusa, são necessárias cerca de 0,4 tonelada de coque. E tecnologias alternativas que permitem substituí-lo por um recurso mais lucrativo são usadas de forma limitada.

Tendências do mercado global de carvão metalúrgico

Hoje, muitas empresas de carvão de todos os países estão passando por uma crise de preços mais baixos para o carvão metalúrgico. Esse problema é agravado pelos estados que fornecem coque em excesso. Além disso, o desejo dos compradores de reduzir custos tem grande influência nos preços. Outra situação desfavorável decorre do desejo dos produtores de aço de reduzir os custos de produção. Na Europa e na China, a demanda por carvão metalúrgico continua a crescer, mas isso ocorre às custas de produtos de alta qualidade. Mas, em geral, o volume de compras de matérias-primas no mercado mundial está caindo.

Estabilizou ligeiramente a situação com matérias-primas energéticas no mercado norte-americano. Mas o preço continua caindo devido à menor demanda por aço. Como resultado, a produção de carvão metalúrgico nos EUA e na Europa pode ser reduzida.

Mas especialistas prevêem um aumento nas importações de matérias-primas energéticas na Índia. Em termos de importação de carvão metalúrgico, este país ocupa o terceiro lugar no mundo.

Preço das matérias primas

No segundo trimestre de 2015 há uma queda nos preços do carvão metalúrgico. Grandes empresas globais oferecem matérias-primas a um preço 5-10% menor em relação ao primeiro trimestre. Assim, a empresa sul-africana Anglo American ofereceu ao Japão o carvão metalúrgico da mais alta qualidade a US$ 116 por 1 tonelada. O preço médio de 1 tonelada de carvão metalúrgico é de US$ 117.