Bio-Coke

L’utilisation du coke métallurgique est essentielle dans la production de fer puisqu’il fournit à la fois de la chaleur pour le haut fourneau et agit à titre de réducteur dans la production de fer à partir de minerai de fer. L’industrie sidérurgique canadienne utilise en moyenne 3,7 mégatonnes (Mt) de coke métallurgique par année dans ses hauts fourneaux, ce qui correspond à 13,7 Mt de dioxyde de carbone (CO₂). Ainsi, cette industrie est au nombre des industries du secteur des métaux qui génèrent le plus de gaz CO₂.

Conscient des incidences de ces émissions sur l’environnement canadien, CanmetÉNERGIE axe ses travaux sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) résultant de l’élaboration de l’acier par la diminution de la quantité de coke métallurgique utilisé dans le processus. Le coke est remplacé par une source renouvelable de carbone, permettant ainsi de réduire le CO₂ produit. Dans le meilleur des scénarios, 20 % du coke métallurgique serait remplacé par un carbone renouvelable, réduisant de 2,8 Mt les émissions de CO₂.

Notre stratégie initale était d’examiner le remplacement du charbon métallurgique dans le mélange par un charbon de bois disponible sur le marché. Il ne s’agit pas d’une mince tâche puisque les spécifications sur le coke métallurgique sont assez strictes. Le coke est constitué de matière carbonée partiellement graphitisée dérivée du charbon et tout ajout qui porterait atteinte au processus de graphitisation pourrait entraîner une diminution de la qualité du coke. C’est dans cet esprit que nos scientifiques ont étudié les effets de la quantité, de la taille des particules et de la teneur en cendres du charbon de bois utilisé comme combustible de remplacement.

Nos travaux à l’échelle laboratoire utilisant le four à semelle chauffée (échantillon de 15 kg) et nos travaux à l’échelle pilote (échantillon de 300 kg) indiquent que la méthode que nous préconisons est scientifiquement et techniquement réalisable. L’ajout de 5 % de charbon de bois aux mélanges de charbon cokéfiable a permis de produire un coke de qualité industrielle. Nos chercheurs scientifiques poursuivent leurs travaux en augmentant la quantité utilisée et tentent de modifier le charbon de bois en éliminant les cendres indésirables.

Cette recherche est réalisée en partenariat avec la Canadian Carbonization Research Association et financée dans le cadre de l’Initiative écoÉNERGIE sur la technologie du gouvernement du Canada.