Title

REDUÇÃO DIRETA DA HEMATITA (Fe2O3) POR PLASMA DE HIDROGÊNIO EM BAIXAS TEMPERATURAS

DIRECT REDUCTION OF HEMATITE (Fe2O3) POWDERS AT LOW TEMPERATURES

Authorship

Silveira, Iraldo de Sá; Júnior, Adonias Ribeiro Franco; Vieira, Estéfano Aparecido; Nascimento, Ramiro Conceição

Silveira, Iraldo de Sá

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Júnior, Adonias Ribeiro Franco

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Vieira, Estéfano Aparecido

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Nascimento, Ramiro Conceição

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DOI

10.5151/2594-357X-23853

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Abstract

Neste trabalho é estudada a cinética de redução de pós de hematita de alta pureza submetidos à Redução Assistida por Plasma (RAP) em baixas temperaturas. Os experimentos de RAP foram realizados em reator a plasma pulsado DC, tensão de 540V, sob fluxos de hidrogênio de 300 cm3 /min, pressões de 400 Pa, tempos variando de 30 min a 120 min e temperaturas de 320°C, 340°C, 360°C e 380°C. Os pós foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia óptica (MO) e perda de massa de oxigênio por gravimetria. Os resultados mostram que na temperatura de 380°C após 120 min é possível a obtenção de ferro- com fração de redução de aproximadamente 0,93. Para temperaturas entre 320°C e 380°C, a energia de ativação de redução determinada experimentalmente é de aproximadamente 9,50 kJ/mol.

The goal of this work is to study the reduction kinetics at low temperatures of hematite powders (Fe2O3) using hydrogen plasma as reducing agent. Reduction experiments were carried out in a DC pulsed plasma reactor, voltage of 540V, using hydrogen flow-rates of 300 cm3 /min, pressures of 400 Pa, times from 30 minutes to 120 minutes and temperatures of 320°C, 360°C and 380°C. Fe2O3 powders after reduction experiments were characterized by X ray diffraction (XRD), weight loss of oxygen (gravimetric analyses), light microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the use of reduction temperatures of 380°C allows obtaining -iron with a reduction fraction of about 0.93 after 120 min. Activation energy experimentally established for reduction process is about 9.5 kJ/mol.

Keywords

Redução direta; Hematita; Plasma de hidrogênio; Energia de ativação.

Direct reduction; Hematite; Hydrogen plasma; Activation energy.