Title

ESTUDO CINÉTICO DA REDUÇÃO DE CONCENTRADO DE NIÓBIO

KINETIC STUDY OF THE NIOBIUM CONCENTRATE REDUCTION

Authorship

Neto, João Batista Ferreira; Takano, Cyro; Neto, Flávio Beneduce

Neto, João Batista Ferreira

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Takano, Cyro

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Neto, Flávio Beneduce

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DOI

10.5151/2594-357X-15774

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Abstract

Ferro Nióbio é produzido por redução aluminotérmica de concentrado de nióbio. Contudo, o concentrado de nióbio tem impurezas, tais como P, Pb e Sn, as quais podem contaminar a liga Ferro Nióbio. Desta forma, o concentrado de nióbio deve ser refinado antes a aluminotermia. No presente trabalho, a redução carbotérmica de concentrado de nióbio foi investigada como um método para promover a remoção de suas impurezas. A redução foi investigada em briquetes auto-redutores em temperaturas entre 1.100°C e 1.250°C, objetivando p romover a redução das impurezas do concentrado, principalmente o P. A redução foi realizada usando grafita como material redutor. A redução foi avaliada pelo volume de gás gerado nos experimentos. Após a redução os briquetes foram caracterizados em MEV. Observou-se que os óxidos de Fe do concentrado de nióbio foram simultaneamente reduzidos com os óxidos contendo P, Pb e Sn, produzindo uma liga Fe-P-Sn, com teor de P de até 20%. Baseado nos resultados empregando grafita -325 mesh foi obtida uma energia de ativação aparente de 296,3 +/- 29 kJ/mol. Foi observado um importante efeito do tamanho de partícula da grafita na velocidade de redução.

Ferro Niobium is produced by aluminothermic reduction of the niobium concentrate. However, the niobium concentrate has impurities, such as p, Pb and Sn, which can contaminate the Ferro Niobium. Therefore, the niobium concentrate must be refined before aluminothermy. In the present work, the carbothermic reduction of niobium concentrate was investigated as a method to promote the impurities removal. The reduction of niobium concentrate was investigated in self-reducing briquettes in temperatures between 1100 and 1250°C, aiming to promote the reduction of impurities, mainly phosphorus. The reduction was carried out using graphite as carbonaceous material. The reduction was evaluated by gas volume generated during the experiments with self-reducing briquettes. After reduction, the briquettes were evaluated in SEM. It was observed that the iron oxide of the niobium concentrate was simultaneously reduced with oxides of P, Pb and Sn, producing an alloy Fe-Sn-P, with P content up to 20%. Based on the results with graphite -325 mesh, it was obtained an apparent activation energy of 296,3 +/- 29 kJ/mol. It was also observed a significant effect of particle size of graphite on the reaction rate.

Keywords

Ferro-nióbio; Nióbio.

Ferro niobium, Niobium.