Production of High Carbon Ferrochromium Alloy from Footwear Leather Waste Ash Through a Carbothermic Reduction

摘要

The majority of hazardous solid waste generated in "Rio Grande do Sul" State, Brazil, is produced from footwear leather industry. Thermal treatment leather waste is considered as a good alternative to deal with this problem, by generating energy. It is also possible to recover chromium from the ash generated during incineration. The aim of this work is to evaluate high carbon ferrochromium alloy production from leather waste ash, through computational and laboratory analysis. Computational thermodynamics was used to simulate ash Cr_2O_3 carbothermic reduction and to determine composition of the laboratory alloys. Several runs were done using a laboratory furnace at 1600℃ to get ferrochromium alloys from the ashes. Different kinds of analyses were done to determine alloys and slags compositions. It was demonstrated that it is possible to use the chromium from leather waste ash for a production of high carbon ferrochromium alloy through carbothermic reduction at 1600℃. The results obtained showed a new opportunity for hazardous solid waste management of the leather industry, in the context of energy generation from combustion of leather waste. The computational thermodynamics simulations presented good agreement with experimental results.%La mayoría de los residuos sólidos peligrosos generados en el estado de Rio Grande do Sul, Brasil, es producido por la industria de calzado de cuero. El tratamiento térmico de los residuos de cuero se considera como una buena alternativa para hacer frente a este problema, mediante la generación de energía. También es posible recuperar cromo de la ceniza generada durante la incineración. El objetivo de este trabajo es evaluar la producción de una aleación de ferrocromo con alto contenido de carbono a partir de las cenizas residuales del cuero, a través de análisis computacional y de laboratorio. La termodinámica computacional fue utilizada para simular cenizas de Cr_2O_3 por reducción carbotérmica y para determinar la composición de las aleaciones de laboratorio. Varias corridas se realizaron utilizando un horno de laboratorio a 1600°C para obtener aleaciones de ferrocromo de las cenizas. Diferentes tipos de análisis se realizaron para determinar las composiciones de las aleaciones y de las escorias. Se demostró que es posible utilizar el cromo de la ceniza de los residuos de cuero para una producción de alta aleación de ferrocromo de alto contenido de carbono a través de la reducción carbotérmica a 1600℃. Los resultados obtenidos mostraron una nueva oportunidad para la gestión de los residuos sólidos peligrosos de la industria del cuero en el contexto de la generación de energía a partir de la combustión de los residuos de cuero. Las simulaciones computacionales termodinámicas presentaron una buena concordancia con los resultados experimentales.