Genilson de Souza Lopes Junior 276518 Eng. Metalrgica

REDUO METALOTRMICA

SUMRIOINTRODUO; TERMODINMICA DO PROCESSO; REATOR;

INTRODUO

Reduo Metalotrmica o tratamento qumico de reduo de um mineral pelo emprego de um metal como agente redutor para produo de um metal de interesse;

MeX + Me --> Me + MeXOnde; Me, metal de interesse; X, pode ser o oxignio, cloro ou flor; Me, o agente redutor; MeX, produto da reduo (escria);

INTRODUO

Uma caracterstica do processo o fato do produto MeX no se apresentar no estado gasoso; Complicaes: Separao fsica das fases aps a reduo; Volume perdido no reator; Perigo de perda do metal de interesse; Benefcio: Emprego como matria-prima na indstria cermica ou de abrasivos;

INTRODUONormalmente, a reduo metalotrmica empregada quando o metal a ser extrado apresenta uma forte tendncia de formar carbonetos pela reduo carbotrmica; Metais reduzidos na reduo metalotrmica: xidos: Ti, Nb, V e Cr. Haletos: U, Be, Ta, Hf e Zr;

INTRODUO

Os metais que so geralmente utilizados como agente redutores so: Si (silicotrmica); Al (aluminotrmica); Ca (calciotrmica); Mg (Magnesiotrmica); Na; K;

TERMODINMICA DO PROCESSOA reduo metalotrmica normalmente exotrmica. Quanto maior for a afinidade do agente redutor pelo oxignio, mais exotrmica e mais espontnea ser a reao. Dependendo dessa afinidade, algumas reaes chegam a completar somente com uma ignio inicial.

TERMODINMICA DO PROCESSO

O grau de contaminao do metal de interesse pode ser estudado a partir da expresso de equilbrio da reao genrica da reduo metalotrmica : K = (aMe . aMe'X) / (aMeX . aMe')

Por outro lado;

K = exp (-G / RT)Igualando-se as duas expresses, temos: exp (-G / RT) = (aMe / aMe') (aMe'X / aMeX) Onde a razo (aMe / aMe) exprime o grau de pureza do metal de interesse.

RELAO ENTRE K E PUREZA DO METAL DE INTERESSE

TERMODINMICA DO PROCESSO

A contaminao mnima quando o valor do quociente na ordenada grande, ou seja: Quando a atividade do xido do metal de interesse elevado; Quando a atividade do MeX pequena; Para temperaturas baixas, desde que no prejudique a cintica da reao; Uma valor de G mais negativo ( mais espontnea);

REDUO DO URNIO

Caractersticas: Densidade: 19,05 g/cm3; Ponto de fuso: 1130 C; Radioativo; Indstria Blica (bomba atmica); Combustvel (usinas nucleares); Estimou-se em 2009, uma reserva mundial de 5,4 milhes de toneladas de urnio (AIEA).

PRODUO DO URNIO

Reduo metalotrmica do urnio UF4 utilizando o Mg como agente redutor. Reao:

UF4 + 2Mg --> U + 2MgF2,

H = -84 Kcal/mol

Os reagentes so aquecidos gradualmente no reator vedado at que se atinja a temperatura de ignio da reao, por volta de 600 - 650 C.

REATOR

LINGOTE DE URNIO METLICO

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Reduo Metalotrmica - Metalurgia Extrativa dos Metais No-Ferrosos II-A Nestor Cezar Heck DEMET / UFRGS; Dissertao Estudos microestruturais sobre interaes qumicas na Liga U-Mo com Al, Ilson Carlos Martins, 2010;

OBRIGADO!!!