ENG06632-I-Respostas

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ENG06632 - Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos II-A
Nestor Cezar Heck – UFRGS / DEMET
RESPOSTAS ÀS QUESTÕES PARA O DESENVOLVIMENTO DO TEMA
Status: 2004/2
Secagem
Deve secar!
0,129 atm 
Até 87,7 g
35,1 g
43,9 g
1 m3
Até 87,7 g
Haveria; sob vácuo a secagem seria mais rápida!
Calcinação
A calcinação do ACO3 é mais endotérmica, porém, a temperatura industrial de calcinação do BCO3 é mais elevada.
(H° = +171,7 [kJ/mol de carbonato] (endotérmica)
900°C
34 mols de CaCO3
Decomposição térmica
Não há questões desse tipo.
Ustulação
O2= 10,3; N2= 82,8 e SO2= 6,9 vol.% (ar O2 : N2 = 1 : 4)
log K 1000K = 19,14
Não!
Sim!
O níquel.
101,6 kJ
Fusão à matte
Resultado do balanço para 100 g da carga com a composição global da carga dada pelo ponto ‘A’:
Composto
L1
L2
Lido*
Calculado
Lido*
Calculado
[%]
[g]
[%]
[g]
FeS
67
35,6
18
8,4
FeO
32
17,0
56
26,3
SiO2
1
0,5
26
12,2
TOTAL
100
53,1
100
46,9
			*No diagrama ternário
Resultado do balanço para 100 g da carga com a composição global da carga dada pelo ponto ‘B’:
Composto
L1
L2
Lido*
Calculado
Lido*
Calculado
[%]
[g]
[%]
[g]
FeS
67
57,4
18
2,6
FeO
32
27,4
56
8,0
SiO2
1
0,9
26
3,7
TOTAL
100
85,7
100
14,3
			*No diagrama ternário
Aproximadamente 350 kg de Fe serão escorificados, ou 55% da massa de ferro total da carga.
Aproximadamente 2%; usou-se 12%.
122,7 kg
Conversão
a) 1228°C; 
b) 0,19 atm;
c) a situação descrita em (a) é mais favorável, pois a pressão de SO2 no equilíbrio é maior;
d) 1276°C
0,06% (massa) de cobre na escória
Redução metalotérmica
4/3 Al + O2 = 2/3 Al2O3
2 Ca + O2 = 2 CaO
4/5 Nb + O2 = 2/5 Nb2O5
10/3 Al + Nb2O5 =2 Nb + 5/3 Al2O3
∆G500K° = -852 118 [J]; ∆G1000K° = -804 618 [J]; ∆G1500K° = -757 118 [J];
338,6 kg de Al
∆H298K° = -899 618 [J] / mol de Nb2O5
Sobe até 2054°C, que é o ponto de fusão da Al2O3 pura (Note: a fusão da alumina não é completa – falta energia – mas CaO poderia ser usada para abaixar o ponto de fusão da alumina!)
602 kg de CaO / t de Nb2O5
∆H298K° = -1 281 393 [J] / mol de Nb2O5
Redução calciotérmica de 1 mol de Nb2O5 K1500K = 1,8E+39; Redução aluminotérmica K1500K = 2,3E+26 ‑ logo, há um aumento na pureza!
Redução carbotérmica
a) 1/3 Cr2O3 + CO = 2/3 Cr + CO2
a) -3,5;
b) 0,03 [vol.%] CO2 e 99,97 [vol.%] CO;
c) É difícil; a atmosfera tende a reagir com qualquer oxigênio.
a) 98,44 [vol.%] CO2 e 1,56 [vol.%] CO;
b) É fácil, a atmosfera já está ‘oxidada’.
a) -3,5;
b) Valores obtidos para log pCO2 / pCO :
T [°C]
1600
1450
1300
1200
1100
1000
K
20813
8421
2831
1201
446
141
log pCO2 / pCO
-4.32
-3.93
-3.45
-3.08
-2.65
-2.15
A temperatura termodinâmica mínima é: 1416°C.
Redução direta
a) -2,7;
b) Que essa atmosfera é menos redutora que a correspondente da redução carbotérmica.
∆H° = +147101 [J], endotérmica.