[Article] - Biored, un nouveau procédé pour produire fer et acier à partir de minerai et de biomasse
Résumé
L'industrie sidérurgique contribue pour 7% aux émissions anthropiques de CO2, car l'acier est produit en grandes quantités et le charbon fossile est utilisé comme source d'énergie et agent réducteur pour cette production. Le remplacement du charbon fossile par du carbone biogénique issu de la biomasse pourrait réduire considérablement la contribution de l'industrie sidérurgique au réchauffement climatique. Nous proposons un nouveau procédé de fabrication du fer basé sur la biomasse (BIORED), dans lequel des morceaux de charbon de bois et des boulettes de minerai de fer sont chargés dans la partie supérieure d'un réacteur à cuve. Le CO, agent réducteur qui transforme les oxydes de fer du minerai en fer métallique, est produit in situ par gazéification du charbon de bois. Le mélange de gaz (CO-CO2) en haut du réacteur est recyclé pour réutiliser le CO et économiser de l'énergie. La faisabilité d'un tel procédé a été étudiée à l'aide d'une approche de modélisation et des expériences en laboratoire. Les résultats montrent que le charbon de bois est dévolatilisé en haut et gazéifié en bas du réacteur, tandis que le minerai de fer est réduit tout au long de sa descente dans le réacteur, atteignant un degré de métallisation satisfaisant en bas. Un protocole expérimental spécifique a été conçu pour valider le modèle, et les résultats expérimentaux corroborent les résultats calculés. Les performances environnementales de la filière de fabrication de l'acier basée sur BIORED ont été comparées à celles de la filière conventionnelle à l'aide d'une analyse du cycle de vie. Le nouveau procédé émet jusqu'à 8 fois moins de CO2 et a un impact moindre sur la plupart des autres facteurs environnementaux.
Auteurs
Tao Wang, Olivier Mirgaux, Fabrice Patisson
Références
Chemical Engineering Science, 2026, 319, pp.122319
DOI
