Avaliação da cinética da redução carbotérmica dos óxidos de ferro contidos em concentrado monazítico.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Prada, Ivan Mauricio Daza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Carbothermic reduction; Carvão vegetal; Charcoal; Cinética; Coque de petróleo; Kinetics; Monazita; Monazite; Petroleum coke; Redução carbotérmica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-11052023-080246/

Nesse trabalho foi estudada a cinética do processo de redução dos oxidos de ferro e fósforo contidos num concentrado monazítico brasileiro utilizando carvão vegetal e coque de petróleo como agentes redutores. Para analisar o efeito do tamanho da partícula dos redutores foram usadas três frações granulométricas, de partículas com diâmetros menores que 0,045 mm (325#); entre 0,045 mm e 0,075 mm (325# e 200#); e entre 0,075 mm e 0,150 mm (200# e 100#). Consistiu em testes termogravimetricos isotermicos entre 800°C e 1100°C sob amosfera inerte. Os materiais foram caracterizados antes e depois da redução carbotermica a fim de avaliar a composição e morfologia das partículas, assim como identificar as principais fases presentes ao longo do aquecimento. Os resultados mostraram que os testes com carvão vegetal apresentaram maiores perda de massa e frações de redução quando comparados aos realizados com coque de petroleo. Além disso foi possivel identificar o efeito do tamanho de particula dos redutores e as diferentes fases de oxidos de ferro conforme aumentava a temperatura. A redução com carvão vegetal nas diferentes faixas granulométricas apresentou ajuste linear no modelo cinético de primeira ordem e a redução com coque de petróleo nas diferentes faixas granulométricas apresentaram ajuste linear no modelo do núcleo não reagido com controle cinético por transporte de massa na camada de produto ou modelo Ginstling-Broushtein. Sendo assim a redução carbotérmica do concentrado monazítico usando carvão vegetal apresentou energias de ativação aparentes entre 129,0 kJ/mol e 164,0 kJ/mol, e quando usado coque de petróleo as energias de ativação aparentes variaram entre 318,4 kJ/mol e 325,2 kJ/mol. Os resultados obtidos mostraram que as energias de ativação aparentes apresentaram um controle com tendência à reação química e são semelhantes às da reação de Boudouard, tanto para os testes com carvão quanto para os realizados com coque de petróleo.