Ferroaleación

Los principales países productores mundiales de mineral de cromita en 2014 fueron Sudáfrica (12 Mt), Kazajistán (3,7 Mt), India (3,5 Mt) y Turquía (2,6 Mt). La mayor parte de la producción de mineral de cromita se fundió en hornos de arco eléctrico para producir ferrocromo para la industria metalúrgica. Los principales países productores mundiales de ferrocromo en 2014 fueron China (4,5 Mt), Sudáfrica (3,6 Mt), Kazajistán (1,2 Mt) e India (0,9 Mt). La mayor parte de los 11,7 Mt de ferrocromo producidos en todo el mundo se consumió en la fabricación de acero inoxidable, que totalizó 41,7 Mt en 2014. ^{[ 4 ]}

Dos ferroaleaciones de manganeso, el ferromanganeso y el silicomanganeso, son ingredientes clave para la producción de acero. China es el principal productor mundial de ferroaleaciones de manganeso (2,7 Mt), con una producción mucho mayor que la producción combinada de los tres siguientes mayores productores: Brasil (0,34 Mt), Sudáfrica (0,61 Mt) y Ucrania (0,38 Mt). ^{[ 2 ]}

Los principales productores de ferromolibdeno son Chile (16.918 t), China (40.000 t) y Estados Unidos (que, en 2008, representó el 78% de la producción mundial de mineral de molibdenita. Canadá, México y Perú representaron el resto. Los concentrados de molibdenita se tuestan para formar óxido molíbdico, que puede convertirse en ferromolibdeno, productos químicos de molibdeno o molibdeno metálico. Aunque Estados Unidos fue el segundo país productor de molibdeno más importante del mundo en 2008, importó más del 70% de sus necesidades de ferromolibdeno ese mismo año, principalmente para la industria siderúrgica (83% del ferromolibdeno consumido). ^{[ 2 ]}

En 2014, alrededor del 33% del níquel nuevo anual del mundo era ferroníquel , ^{[ 8 ]} un extenso artículo de revisión del cual fue publicado por Swartzendruber et al. en 1991. ^{[ 9 ]} Muchos de los meteoritos que caen a la Tierra resultan ser ferroníquel, ^{[ 9 ]} y toman la forma de kamacita y/o taenita . El ferroníquel tiene una estructura cristalina cúbica centrada en las caras (a través de Ni). ^{[ 10 ]} Puede tomar la forma de ferrita , martensita o austenita . El sistema binario Fe-Ni se ha investigado con fines análogos al acero porque la presencia de níquel en aceros de alta aleación como los aceros inoxidables austeníticos y los aceros maraging es un impulsor clave para la transición de ferrita cúbica centrada en el cuerpo a austenita cúbica centrada en las caras. ^{[ 11 ]}

A finales del siglo XX, el 60% de la producción de níquel se basaba en la fundición mate de minerales sulfurados, lo que no se prestaba a la producción de ferroníquel. ^{[ 12 ]} Según datos de 2003, la participación de lateritas en la producción primaria de níquel se reportó en un 42%. ^{[ 12 ]} La producción mundial anual de ferroníquel en 2014 fue de alrededor de 250 000 toneladas. ^{[ 8 ]} Los dos mayores productores fueron BHP y Société Le Nickel . ^{[ 8 ]} Los minerales lateríticos se utilizan a menudo para abastecer el proceso de producción. ^{[ 13 ] [ 14 ]} El proceso RKEF se utiliza a menudo. ^{[ 15 ]} El consumo de energía por tonelada de producto es alto para los minerales lateríticos debido a la alimentación de baja ley, y por lo tanto produce mucha escoria residual y contaminación gaseosa. ^{[ 16 ]} Generalmente, más del 90% de la producción del horno es en forma de escoria . ^{[ 8 ]} La técnica de refinación del ferroníquel fundido es un tema para especialistas, ^{[ 17 ]} y debido a la variabilidad del contenido del mineral, los procesos podrían incluso necesitar ser adaptados a la fuente: por ejemplo, el proceso Larco de minerales griegos. ^{[ 18 ]} "La razón principal para agregar níquel en aleaciones ferrosas es promover una microestructura austenítica . El níquel generalmente aumenta la ductilidad, la tenacidad y la resistencia a la corrosión." ^{[ 19 ]} El arrabio de níquel se distingue del ferroníquel por la baja fracción en peso (4–10%) de níquel y el alto contenido de carbono (>3%) del primero. En contraste, el ferroníquel es una aleación binaria relativamente pura. ^{[ 19 ]}

En 2008, los principales países productores de ferroníquel fueron Japón (301 000 t), Nueva Caledonia (144 000 t) y Colombia (105 000 t). En conjunto, estos tres países representaron aproximadamente el 51 % de la producción mundial si se excluye a China. Ucrania, Indonesia, Grecia y Macedonia, en orden descendente de producción bruta, produjeron entre 68 000 t y 90 000 t de ferroníquel, lo que representa un 31 % adicional, sin incluir a China. China se excluyó de las estadísticas porque su industria produjo grandes cantidades de arrabio de níquel, además de una gama de grados convencionales de ferroníquel, para una producción combinada estimada de 590 000 t de peso bruto. El contenido de níquel de los productos chinos individuales varió desde aproximadamente el 1,6 % hasta el 80 %, dependiendo del uso final del cliente. ^{[ 2 ]}

En Estados Unidos, la industria siderúrgica representó prácticamente todo el ferroníquel consumido en 2008, utilizándose más del 98% en aceros inoxidables y resistentes al calor; no se produjo ferroníquel en Estados Unidos en 2008. ^{[ 2 ]}

El arrabio de níquel es un ferroníquel de baja calidad fabricado en China, que es muy popular desde la década de 2010.

El consumo de ferroaleaciones de silicio está impulsado por la producción de hierro fundido y acero, donde las aleaciones de silicio se utilizan como desoxidantes. Parte del silicio metálico también se utilizó como agente de aleación con hierro. En función del contenido de silicio, la producción neta de ferrosilicio y aleaciones de silicio diversas en EE. UU. fue de 148 000 t en 2008. China es el principal proveedor, que en 2008 produjo más ferrosilicio (4,9 Mt) que el resto del mundo en conjunto. Otros fabricantes importantes son Noruega (0,21 Mt), Rusia (0,85 Mt) y EE. UU. (0,23 Mt). ^{[ 2 ]}

El titanio se utiliza en la siderurgia para la desoxidación, el control del tamaño de grano y el control y estabilización del carbono y el nitrógeno. Durante la producción de acero, el titanio se introduce generalmente como ferrotitanio debido a su temperatura de fusión relativamente baja y su alta densidad. Los aceros con un contenido relativamente alto de titanio incluyen aceros libres de intersticiales, aceros inoxidables y aceros de baja aleación de alta resistencia. El ferrotitanio se produce generalmente mediante la fusión por inducción de chatarra de titanio con hierro o acero; sin embargo, también se produce directamente a partir de concentrados de minerales de titanio. Los grados estándar de ferrotitanio son 30 % y 70 % de titanio. También se produce ferrosilicio-titanio para permitir la adición simultánea de silicio y titanio. Los principales países productores de ferrotitanio son Brasil, China, India, Japón, Rusia, Ucrania, Reino Unido y Estados Unidos. ^{[ 2 ]}

El ferrotantalio se añade al acero fundido para crear aceros especiales templables. También se utiliza como material de soldadura, polvo para pulverización y en aplicaciones de metalurgia de polvos. ^{[ 20 ]}

El tungsteno es un elemento de aleación importante en aceros de alta velocidad y otros aceros para herramientas, y se utiliza en menor medida en algunos aceros inoxidables y estructurales. El tungsteno se suele añadir a las fundiciones de acero en forma de ferrotungsteno, que puede contener hasta un 80 % de tungsteno. La producción mundial de ferrotungsteno está dominada por China, que en 2008 exportó 4835 t (peso bruto) de esta aleación. El ferrotungsteno es relativamente caro, con precios que rondan los 31-44 dólares por kilogramo de tungsteno contenido. ^{[ 2 ]}

En 2008, China, Rusia (12 000 t) y Sudáfrica (17 000 t) representaron el 98 % de la producción mundial de vanadio. En estos tres países, el vanadio se extrajo principalmente del mineral de magnetita con titanio, procesado para producir arrabio. El proceso implica la reducción aluminotérmica de óxido de vanadio(V) , aluminio (como captador de óxido) y chatarra de hierro. ^{[ 1 ]} Esto produce una escoria que contiene entre un 20 % y un 24 % de pentóxido de vanadio, que puede procesarse posteriormente para obtener ferrovanadio con un contenido de entre un 40 % y un 50 % de vanadio. De las 5090 t de vanadio consumidas en Estados Unidos en 2008, el 84 % provino de ferrovanadio y casi la totalidad (99 %) se destinó a la fabricación de acero. ^{[ 2 ]}