Estudo cinético da reação carbotérmica de concentrado de nióbio (2002)
- Authors:
- USP affiliated author: MATSUDA, MARCELO - EP
- School: EP
- Subjects: NIÓBIO; CINÉTICA; CARVÃO VEGETAL
- Language: Português
- Abstract: Foram estudados os aspectos cinéticos da redução carbotérmica de concentrado de nióbio. A redução carbotérmica, visando a redução das impurezas P, Pb e Sn, foi investigada em temperaturas entre 1100 e 1250°C, através de briquetes auto-redutores confeccionados com misturas de concentrado de nióbio e grafita ou carvão vegetal. A cinética da redução foi avaliada através do volume de gás gerado na redução. Verificou-se que o ferro do concentrado é simultaneamente reduzido com as impurezas P, Sn e Pb, obtendo-se a formação de duas fases metálicas, chumbo e uma liga Fe-P-Sn com teores de P elevados, até aproximadamente 20%P, e baixos teores de Sn, até aproximadamente 2,5%. Nos ensaios de redução do concentrado com grafita em baixa temperatura observou-se um período de indução, caracterizado como um período de nucleação de ferro e chumbo. Nos ensaios em alta temperatura e com emprego de grafita, o período de indução foi praticamente eliminado. Cerca de 35% do P e de 15 a 28% do Pb foram removidos na forma vapor nos ensaios empregando grafita como redutor. Verificou-se que o estanho é reduzido mais intensamente na etapa preliminar de redução do ferro. A expressão cinética que melhor se ajustou aos resultados experimentais foi a de cinética de 1ª ordem. O satisfatório ajuste com este modelo está de acordo com a alta porosidade das partículas de fosfato e de óxidos contendo ferro, que indicam que barreiras difusionais para o gás não são uma etapa crítica na redução de Fe e P do concentrado. Com base nos ensaios realizados com grafita “estequiométrica” (1,86%C e ˂325#) foi possível obter com 95% de intervalo de confiança uma energia de ativação aparente de 296,3±29kJ/mol.Verificou-se que o emprego de carvão vegetal como redutor provocou um aumento da velocidade de redução do período de aceleração e praticamente eliminou o período de indução. No entanto, a contribuição em elevada temperatura foi pequena, afetando a energia de ativação. Este último fato pode indicar condições não isotérmicas do briquete, ou ainda uma mudança para outro mecanismo de controle. O efeito do tipo de redutor, associado ao valor da energia de ativação aparente obtida, indicam que o mecanismo controlador do processo de redução carbotérmica do concentrado de nióbio, entre 1100 e 1250°C (efeito da temperatura), foi provavelmente a reação de Boudouard para a redução efetuada com grafita necessária para a redução total de P, Pb, Sn e parcial do Fe.
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ABNT
MATSUDA, Marcelo. Estudo cinético da reação carbotérmica de concentrado de nióbio. 2002. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – EPUSP, São Paulo, 2002. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fde87cee-fd6f-4262-aa76-f7775229881b/MarceloMatsuda%20TF%20PMT.pdf. Acesso em: 28 abr. 2024. -
APA
Matsuda, M. (2002). Estudo cinético da reação carbotérmica de concentrado de nióbio (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). EPUSP, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fde87cee-fd6f-4262-aa76-f7775229881b/MarceloMatsuda%20TF%20PMT.pdf -
NLM
Matsuda M. Estudo cinético da reação carbotérmica de concentrado de nióbio [Internet]. 2002 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fde87cee-fd6f-4262-aa76-f7775229881b/MarceloMatsuda%20TF%20PMT.pdf -
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Matsuda M. Estudo cinético da reação carbotérmica de concentrado de nióbio [Internet]. 2002 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fde87cee-fd6f-4262-aa76-f7775229881b/MarceloMatsuda%20TF%20PMT.pdf
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