ISSN 2594-4711
24º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas — Vol. 24 , num. 24 (2026)
Título
Autoria
DOI
Downloads
Resumo
Este trabalho avaliou a influência da pressão de trabalho na eficiência da redução do óxido de estanho (cassiterita, SnO2) assistida por plasma frio de hidrogênio em um reator pulsado de corrente contínua. Frente aos impactos ambientais da rota pirometalúrgica convencional, o processo a plasma surge como uma alternativa sustentável. Os ensaios de redução foram conduzidos utilizando um fluxo de hidrogênio puro de 200 sccm sob temperatura fixa de 400°C por 60 minutos, variando-se a pressão operacional em sete níveis distintos: 0,50; 1,25; 2,00; 2,75; 3,50; 4,25 e 5,00 mbar. A eficiência do processo foi determinada por balanço de massa estequiométrico, e os produtos resultantes foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados indicaram um comportamento cinético linear ascendente com o aumento da pressão, alcançando a eficiência máxima de 28,98% na condição de 5,00 mbar. Este fenômeno foi associado ao estreitamento da bainha catódica em pressões mais elevadas, gerando um fluxo denso de espécies redutoras atômicas (H*) na superfície. O DRX confirmou a formação estável de estanho metálico e o MEV revelou a presença de microesferas metálicas decorrentes da coalescência do estanho líquido a 400°C.
This study evaluated the influence of working pressure on the efficiency of tin oxide (cassiterite, SnO2) reduction assisted by non-equilibrium hydrogen plasma in a DC pulsed reactor. Compared to the environmental impacts of the conventional pyrometallurgical route, the plasma process stands out as a sustainable alternative. Reduction tests were carried out using a pure hydrogen flow rate of 200 sccm at a fixed temperature of 400°C for 60 minutes, varying the operating pressure across seven distinct levels: 0.50, 1.25, 2.00, 2.75, 3.50, 4.25, and 5.00 mbar. Process efficiency was determined by stoichiometric mass balance, and the resulting products were characterized by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results indicated a linear ascending kinetic behavior with increasing pressure, reaching a maximum efficiency of 28.98% at 5.00 mbar. This phenomenon was associated with the narrowing of the cathodic plasma sheath at higher pressures, which generated a dense flux of atomic reducing species (H*) on the sample surface. XRD analysis confirmed the stable formation of metallic tin, and SEM micrographs revealed the presence of metallic micro-spheres resulting from the coalescence of liquid tin at 400°C.
Palavras-chave
Cassiterita, Plasma de hidrogênio, Pressão de trabalho, Bainha catódica
Cassiterite, Hydrogen plasma, Working pressure, Plasma sheath
Como citar
Rodrigues, Tâmisa de Souza; Junior, Adonias Ribeiro Franco; Passos, Carlos Augusto Cardoso; Melado, André Caetano; Vicente, Izandro de Sena.
Influência da pressão na redução de óxido de estanho sob plasma de hidrogênio,
p. 1450-1460.
In: 24º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-4711, DOI 10.5151/2594-4711-44171
