La sinterizzazione del minerale di ferro è un tipo di metallurgia delle polveri utilizzata per pretrattare il ferro prima di utilizzarlo nelle applicazioni di produzione. La sinterizzazione comporta il riscaldamento della polvere di ferro per fondere parzialmente, ma non completamente, le particelle di ferro. Il processo esatto utilizzato e gli elementi aggiuntivi coinvolti variano, con alcuni metodi che utilizzano gas o elettricità oltre al calore. Attraverso il processo di sinterizzazione del minerale di ferro, il ferro viene ridotto per diffusione, rimuovendo così le particelle non ferrose prima di un’ulteriore elaborazione specifica per l’applicazione.
Per comprendere la sinterizzazione del minerale di ferro, è necessario prima comprendere alcuni aspetti del minerale di ferro grezzo. Il minerale di ferro grezzo si trova in tutto il mondo ed è, infatti, uno degli elementi più diffusi sulla terra. Le operazioni minerarie estraggono il minerale grezzo dalla crosta terrestre, separandolo in alta e bassa qualità, in base alla quantità di ferro grezzo presente. Il minerale di ferro di alta qualità ha una maggiore concentrazione di ferro rispetto al minerale di ferro di bassa qualità. In genere, la concentrazione di ferro è compresa tra il 65 e il 72 percento.
Diversi metodi di lavorazione, come la sinterizzazione e la pellettizzazione, richiedono diversi gradi di minerale di ferro. In particolare, la sinterizzazione del minerale di ferro richiede l’uso di minerale fine, prodotto dalla frantumazione di minerale di ferro di alta qualità in particelle di solo pochi millimetri di diametro. A seconda della macchina specifica e del processo di sinterizzazione del minerale di ferro utilizzati, sostanze come la brezza di coke e il calcare bruciato vengono utilizzate per accendere e riscaldare le particelle di minerale di ferro fino a quando le particelle non si congelano. Una volta congelato in un agglomerato, il minerale viene nuovamente frantumato. Lo screening garantisce la rimozione delle particelle non ferrose e il diametro medio delle restanti particelle di ferro tra 15 e 30 millimetri.
Altri processi di sinterizzazione del minerale di ferro utilizzano macchine che prelevano il minerale di ferro frantumato e lo mescolano con acqua e altre sostanze, note come fondenti, prima di accendere la miscela. L’elettricità viene condotta attraverso la miscela e la sua superficie viene accesa per aiutare a formare un agglomerato. La polvere del minerale di ferro, così come le particelle di ferro che non soddisfano i requisiti di dimensione, vengono ricircolati attraverso la macchina con ogni lotto di minerale di ferro lavorato.
In primo luogo, gli obiettivi della sinterizzazione del minerale di ferro sono produrre una composizione chimica coerente, aumentare la resistenza delle particelle di ferro e creare una dimensione delle particelle uniforme. Pertanto, il modo in cui il minerale di ferro viene sinterizzato dipende dallo scopo previsto del prodotto finito. Alcune applicazioni di produzione richiedono particelle di dimensioni inferiori, mentre altre richiedono differenze nella resistenza delle particelle. Ad esempio, i compositi metallo-ceramica richiedono una granulometria molto più fine rispetto al ferro sinterizzato utilizzato in alcuni dischi frizione. Allo stesso modo, alcune applicazioni richiedono la massima purezza del ferro possibile e richiedono quindi un diverso processo di sinterizzazione.