Title

COMPARAÇÃO DA REDUÇÃO DA HEMATITA (Fe2O3) DE ALTA PUREZA POR GÁS DE HIDROGÊNIO E POR PLASMA FRIO DE HIDROGÊNIO

COMPARING THE REDUCTION OF HIGH PURITY HEMATITE (Fe2O3) USING HYDROGEN GAS AND HYDROGEN COLD PLASMA

Authorship

Tiago Bristt Gonoring; Adonias Ribeiro Franco Júnior; Estéfano Aparecido Vieira; Ramiro Conceição Nascimento

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Adonias Ribeiro Franco Júnior

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Estéfano Aparecido Vieira

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Ramiro Conceição Nascimento

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DOI

10.5151/2594-357X-25445

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Abstract

Este trabalho estuda a redução de pós de hematita de alta pureza (com Fe2O3> 99,00% e tamanho de partículas <5 ?m) usando como agentes redutores o gás de hidrogênio e o plasma frio de hidrogênio. A redução a plasma foi realizada sob tensão de 540 V e largura do pulso (Ton) na faixa de 120 a 130?s, e da mesma forma que na redução a gás foram empregadas as seguintes condições: fluxo de 400 cm3/min de hidrogênio, pressão de 530 Pa, temperaturas de 360ºC e 400ºC e tempos de 30, 60, 90 e 120 min. Os pós foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e perda de massa de oxigênio por gravimetria. Os resultados mostraram que a 400°C e 120 minutos obtém-se uma fração de redução (?) de 0,93 quando se usa o plasma de hidrogênio contra 0,56 quando é usado o gás. Em todas as condições estudadas, verificou-se que a redução de hematita a ferro se deu em duas etapas: Fe2O3?Fe3O4? Fe.

This work deals with studies on the reduction of powders of high purity hematite (with Fe2O3 > 99,00% and particle size < 5 ?m) using as reducing agents both hydrogen gas and cold plasma. Both reduction experiments were carried out under the same reference conditions: hydrogen flow-rates of 400 cm3/min, pressure of 533 Pa, temperatures of 360°C and 400°C, and reduction times of 30, 60, 90 and 120 min. Especially, plasma reduction experiments were conducted with a BIAS voltage of 540V and cycle duties at the range of 120 to 130 ?s. The powders were characterized by X-ray diffraction (XRD) and weight loss of oxygen by gravimetry. The results showed that at 400 °C and 120 minutes it is possible obtaining a reduction fraction (?) of 0.93 using plasma as reducing agent, while a reduction fraction of only 0.56 can be obtained when gas is used. In all the studied conditions, it has been found that the reduction process occurs in two steps: Fe2O3?Fe3O4? Fe.

Keywords

Redução; Plasma de hidrogênio; Hematita; Ferro; Baixas temperaturas

Reduction; Hydrogen plasma; Hematite; Iron; Low temperatures