Title

Estudo Cinético da Reação Exotérmica de Oxidação do Sulfeto de Zinco - Parte I

Estudo Cinético da Reação Exotérmica de Oxidação do Sulfeto de Zinco - Parte I

Authorship

FRANÇOIS, MAGDA GALANT; PATISSON, FABRICE; ABLITZER, DENIS

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PATISSON, FABRICE

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ABLITZER, DENIS

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DOI

10.5151/2594-5327-50v4-265-280

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Abstract

As reações do tipo gás-sólido foram estudadas principalmente em condições isotérmicas embora inúmeros processos pirometalúrgicos empregam reações fortemente exotérmicas, como é o caso dos processos de redução de certos óxidos metálicos e dos processos de ustulação de minérios sulfurados. O objetivo deste trabalho é de analisar, de maneira global, o sistema conversão/liberação de calor e mais especificamente a influência da elevação de temperatura sobre as diferentes etapas físico-químicas que atuam durante o processo de oxidação do sulfeto de zinco. Nesta primeira parte tratar-se-á somente dos processos de transferência de massa. Foram feitos ensaios preliminares com amostras de ZnS fundidos e sinterizados. Estes ensaios mostraram que a velocidade de reação é baixa, para este tipo de amostra, e não possibilita o estudo térmico. Pôr esta razão, foi necessário produzir partículas esféricas porosas (dp = 10 mm) de alta reatividade. Os ensaios de oxidação desta partículas foram realizados no forno de uma termobalança à diferentes temperaturas (550 à 900 ºC) e pressões parciais de oxigênio (0.2, 0.56 e 1 atm.). Os resultados obtidos foram analisados primeiramente através de um modelo isotérmico (G.P.M. - Szekely, 1976) modificado para a parte de cinética química. Inicialmente foi possível concluir que a reação de oxidação do ZnS ocorre em regime de difusão mista (ρi = resistência interna, ρe = resistência externa) e que este regime a baixas temperaturas é conseqüência direta da elevação da temperatura da amostra.

As reações do tipo gás-sólido foram estudadas principalmente em condições isotérmicas embora inúmeros processos pirometalúrgicos empregam reações fortemente exotérmicas, como é o caso dos processos de redução de certos óxidos metálicos e dos processos de ustulação de minérios sulfurados. O objetivo deste trabalho é de analisar, de maneira global, o sistema conversão/liberação de calor e mais especificamente a influência da elevação de temperatura sobre as diferentes etapas físico-químicas que atuam durante o processo de oxidação do sulfeto de zinco. Nesta primeira parte tratar-se-á somente dos processos de transferência de massa. Foram feitos ensaios preliminares com amostras de ZnS fundidos e sinterizados. Estes ensaios mostraram que a velocidade de reação é baixa, para este tipo de amostra, e não possibilita o estudo térmico. Pôr esta razão, foi necessário produzir partículas esféricas porosas (dp = 10 mm) de alta reatividade. Os ensaios de oxidação desta partículas foram realizados no forno de uma termobalança à diferentes temperaturas (550 à 900 ºC) e pressões parciais de oxigênio (0.2, 0.56 e 1 atm.). Os resultados obtidos foram analisados primeiramente através de um modelo isotérmico (G.P.M. - Szekely, 1976) modificado para a parte de cinética química. Inicialmente foi possível concluir que a reação de oxidação do ZnS ocorre em regime de difusão mista (ρi = resistência interna, ρe = resistência externa) e que este regime a baixas temperaturas é conseqüência direta da elevação da temperatura da amostra.

Keywords

eação gás-sólido, exotermicidade, difusão

eação gás-sólido, exotermicidade, difusão