Levantar o capô na calcinação ácida eletricamente aquecida de espodumênio

Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, KanthalÉ o truque para obter a propriedade de um carro elétrico: levantar o capô do veículo para revelar, bem, nada.

Em vez de milhares de peças móveis sob alta temperatura e pressão suportando milhões de revoluções – nada. E em vez de centenas de horas gastas do usuário e mecânico verificando, reabastecendo, drenando e substituindo – nada.

O mesmo truque aguarda as refinarias que encomendam novos fornos de calcinação ácida eletricamente aquecidos no crescente mercado de carbonato de lítio ou hidróxido de lítio, diz o gerente global de produtos da Kanthal, Sachin Pimpalnerkar.

Há muito menos peças móveis quando você migra para uma instalação elétrica. É muito mais simples, assim como um motor de carro elétrico.

"Há muito menos peças móveis quando você migra para uma instalação elétrica", ele acrescenta. "É muito mais simples, assim como um motor de carro elétrico."

Simples e modular

Os queimadores a gás dos fornos ficaram no passado. Assim como os dutos. Os amortecedores e sopradores ficaram obsoletos. Os conjuntos de sensores usados para garantir uma combustão suficientemente completa desapareceram.

Em um tubo rotativo com um diâmetro de três a cinco metros e um comprimento de talvez 60 metros, é como substituir um matagal de tubos de ar e gás do tamanho de uma quadra de tênis.

Os módulos de aquecimento Fibrothal® da Kanthal, que substituem os equipamentos acima, são simples e elétricos. No entanto, essa simplicidade é ilusoriamente funcional. Os revestimentos de fibra cerâmica formados a vácuo têm baixa massa térmica e condutividade. Sua forma robusta também incorpora parcialmente os elementos de fio, permitindo uma temperatura máxima do elemento de 1.150 graus Celsius (2.100 graus Fahrenheit).

O uso da formação a vácuo, que tem sido empregado na linha de produtos Fibrothal® desde 1978, permite que os elementos de aquecimento sejam moldados para envolver um segmento da câmara de aquecimento. Módulos adicionais são adicionados conforme necessário, dependendo do comprimento do forno.

Essa simplicidade diminui muito o risco de falha do equipamento e erro do operador, e a tecnologia foi comprovada em muitas outras aplicações e ambientes ao longo de décadas.

Benefícios ambientais locais

Além da simplicidade, são os benefícios para o meio ambiente que impulsionam o interesse na calcinação ácida aquecida eletricamente.

"É claro que houve muito foco no fato de que você pode alimentar um forno com eletricidade gerada de forma renovável e obter emissões operacionais de CO2 próximas a zero na fábrica", diz Pimpalnerkar, "mas você também obtém benefícios no meio ambiente local, tanto para a equipe de trabalho quanto para a área local."

As emissões de NOx, que são uma causa de doenças respiratórias e um foco importante dos reguladores ambientais em muitas jurisdições, são eliminadas na tecnologia de forno elétrico.

Em jurisdições ambientalmente conscientes, as autoridades resistirão a permitir um novo forno a gás perto de centros populacionais, onde suas emissões se somarão à poluição existente emitida por veículos a diesel ou embarcações que entram nos portos da cidade. Cidades em muitos países europeus já ultrapassam os níveis obrigatórios de emissões de NOx.

Reduzir as emissões de CO2

Por outro lado, os níveis de emissões de gases de efeito estufa (CO2) da fabricação de baterias, onde cátodos e ânodos são responsáveis por cerca de 40% das emissões, fornecem uma razão para instalar fábricas nesses tipos de economias desenvolvidas. Isso porque, muitas vezes, são esses países que chegaram mais longe no desenvolvimento de geração de energia de baixo carbono.

No geral, a fabricação de baterias depende predominantemente da eletricidade, e a intensidade da geração varia muito. Por exemplo, estimou-se em 2017 que a geração de energia da China foi 20 vezes maior que as emissões de carbono da Suécia e três vezes as do Brasil. O impacto nas emissões gerais de CO2 da fabricação de baterias foi calculado em relação a um local de linha de base em menos de 60% para uma instalação sueca, em comparação com mais 30% a 70% para uma fábrica localizada na China, Polônia ou Índia.Sachin Pimpalnerkar got out his pencil and explained on the back of an envelope how the high volume of flue gas leaving a gas-fired kiln sharply reduces the thermal efficiency of a typical 4 MW unit.

Como alguns fabricantes consideram a integração da fabricação, esses benefícios ambientais relativos podem criar um caso cumulativo para migrar dos processos a gás para a calcinação ácida aquecida de espodumênio.

"Em conclusão, você obtém uma tecnologia mais simples e termicamente mais eficiente, e as considerações ambientais tendem a apoiar a instalação onde a intensidade de carbono da eletricidade é baixa", diz Pimpalnerkar. "Curiosamente, também é aqui que novos depósitos minerais estão sendo descobertos e onde a indústria de carros elétricos é cada vez mais incentivada a basear sua produção".