Title

REFINO DE CONCENTRADO DE NIÓBIO POR MEIO DE REDUÇÃO CARBOTÉRMICA

REFINING OF NIOBIUM CONCENTRATE BY CARBOTHERMIC 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

10.5151/5463-5463-0014

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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 fósforo, chumbo e estanho, 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 se suas impurezas. A redução carbotérmica do concentrado de nióbio foi investigada em briquetes auto-redutores em temperaturas entre 1100 e 1250°C, objetivando promover a redução das impurezas do concentrado, principalmente o fósforo. A redução foi realizada usando grafite como material redutor. A redução foi avaliada pelo volume de gás gerado nos experimentos. Após a redução os briquetes foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura. Observou-se que os óxidos de ferro do concentrado de nióbio foram simultaneamente reduzidos com os óxidos contendo fósforo, chumbo e estanho, produzindo uma liga Fe-P- Sn, com teor de fósforo de até 20%. O melhor ajuste com os resultados experimentais foi obtido com a expressão cinética de 1a ordem. Baseado nos resultados empregando grafite - 325 mesh como agente redutor foi obtida uma energia de ativação aparente de 296,3 +/- 29 kJ/mol. Foi observado também 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 phosphorus, lead and tin, 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 carbothermic 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 scanning electronic microscope. It was observed that the iron oxide of the niobium concentrate was simultaneously reduced with oxides of phosphorus, lead and tin, producing an alloy Fe-Sn-P, with phosphorus content up to 20%. The best fitting with the experimental results was obtained with the first-order kinetic expression. 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.