Title

EFEITO DO FLUXO DE HIDROGÊNIO NA REDUÇÃO ASSISTIDA POR PLASMA DE PÓS DE HEMATITA DE ALTA PUREZA

EFFECT OF HYDROGEN FLOW-RATE ON PLASMA ASSISTED REDUCTION OF HIGH-PURITY HEMATITE

Authorship

Alves, Letícia Miranda; Júnior, Adonias Ribeiro Franco; Nakayama, Maria Cristina Yukiko; Vieira, Estéfano Aparecido; Nascimento, Ramiro Conceição

Alves, Letícia Miranda

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Júnior, Adonias Ribeiro Franco

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Nakayama, Maria Cristina Yukiko

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Vieira, Estéfano Aparecido

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Nascimento, Ramiro Conceição

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DOI

10.5151/2594-357X-23849

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Abstract

Neste trabalho é feito um estudo da influência do fluxo de hidrogênio sobre a redução assistida por plasma (RAP) de pós de óxido de ferro (hematita com 99,0% de pureza e granulometria <5m). Os experimentos de redução foram realizados em reator a plasma pulsado DC, tensão entre eletrodos de 540 V, na temperatura de 400°C, sob pressão de 300 Pa e por tempos de 1,5 h, utilizando fluxos de hidrogênio (pureza de 99,99%) variando de 50 cm3 /min a 500 cm3 /min. Os pós de hematita antes e após os experimentos de RAP foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e perda de massa de oxigênio por gravimetria. Verificou-se que a fração de redução da hematita passa de 0,63 para 0,96 com o aumento do fluxo de hidrogênio de 50 cm3 /min para 500 cm3 /min. A partir de 500 cm3 /min, a única fase detectada é o ferro metálico (Fe-), que se apresenta com morfologia porosa.

In this work, the influence of hydrogen flow rate on plasma assisted reduction (PAR) of powdered iron oxide was studied. Reduction experiments were carried out in a DC pulsed plasma reactor, voltage of 540V, at 400°C, under 300 Pa, for reduction times of 1.5 h, using hydrogen flow rates varying from 50 to 500 cm3 /min. Before and after PAR experiments, hematite powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and mass loss of oxygen (gravimeter analysis). The results show an increasing in the reduction fraction from 0.63 to 0.96 with increasing hydrogen flow-rate from 50 cm3 /min to 500 cm3 /min. The only phase detected using hydrogen flow of 500 cm3 /min was ferrite (-Fe), which exhibits a sponge morphology.

Keywords

Redução a plasma; Hematita; Fluxo de hidrogênio; Ferro esponja.

Plasma assisted reduction; Hematite; Hydrogen flow-rate; Sponge iron.