Universidade Federal do ParáInstituto de Tecnologia

Faculdade de Engenharia Mecânica

UstulaçãoAlessandro José Araujo de Lima 13188003701Danilo Gomes de Oliveira 13188003301Eduardo Felipe Ramos Correa 13188003101Gabriel Sá Dolzany 13188000401Thiago dos Reis Sepeda 13188003001Watson R. Braga Alves 13188004001

Sumário

Introdução

1 O Enxofre

2 O Processo de Ustulação

3 As Reações de Ustulação

4 A Espontaneidade da Ustulação

5 Os Subprodutos da Ustulação

Conclusão

Introdução

Ao longo dos séculos, o homem encontrou diversas maneiras de aprimorar a qualidade dos materiais.

O beneficiamento de minérios é uma dessas maneiras.

A ustulação é um processo auxiliar do beneficiamento de minérios que consiste em reações entre o minério sólido e um gás, visando a obtenção de um produto mais adequado ao processo.

1 O Enxofre

O enxofre é um não-metal da família dos calcogênios, sólido na temperatura ambiente.

Os primeiros registros do enxofre foram feitos pelas civilizações Grega, Egípcia e Chinesa.

Atualmente a produção mundial de enxofre passa de 65 milhões de toneladas por ano, sendo que boa parte dessa produção provém da ustulação.

1 O Enxofre

O enxofre é frequentemente encontrado agregado a minerais brutos.

Contudo, um relativo teor de enxofre fragiliza a estrutura do metal.

Daí a necessidade de o mineral bruto passar pelo processo de ustulação, que diminui esse teor de enxofre.

2 O Processo de Ustulação

3 As Reações de Ustulação

As reações de ustulação são basicamente de dois tipos: as de oxidação e as de halogenação.

Reações de Oxidação: São as mais comuns. Sulfetos (S-2) → Óxidos Realizada em temperaturas abaixo de 900ºC

ou1000ºC. Porém, acima de 500ºC ou 600ºC.

3 As Reações de Ustulação

Exemplos de Reações de Ustulação Oxidante: HgS(s) + O2(g) → Hg(g) + SO2(g)

(Ustulação do Mercúrio) ZnS (s) + 3/2 O2(g) → ZnO(s) + SO2(g)

(Ustulação da Esfarelita)

3 As Reações de Ustulação

Reações de Halogenação Pouca Aplicabilidade. Também conhecida como Ustulação Cloretante. Ocorre entre 900ºC e 1000ºC, caso seja usado

um gás. Ocorre por volta de 1250ºC, caso seja usado

um composto sólido (Ex.: CaCl2).

Formação de oxi-cloretos indesejáveis.

3 As Reações de Ustulação

Exemplo de Ustulação Cloretante: TiO2 + C + 2 Cl2 → TiCl4 + CO2 (Redução

carbotérmica do rutílio)

4 A Espontaneidade da Ustulação

As reações químicas tendem a ocorrer espontaneamente em certa faixa de temperatura.

Isso é medido pela variação de energia livre (∆G). ∆G < 0 → Reação ocorre espontaneamente.

Exemplos: PbS + 3/2 O 2 → PbO + SO2 ∆G ≅ -80 kcal/mol

(Ustulação da Galena à 700ºC) CuS + 3/2 O2 → Cu2O + SO 2 ∆G ≅ -70 kcal/mol

(Ustulação da Calcocita à 900ºC)

5 Os Subprodutos da Ustulação

SO2 e SO3

Produção de ácido sulfúrico (H2SO4)

Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + 10 H2O → 5 CaSO4.2 H2O + HF + 3 H3PO4 (Reação do ácido sulfúrico com flurapatita )

Conclusão

Apesar de ser um processo auxiliar, a ustulação acaba sendo uma das partes mais importantes do tratamento de minérios que tem o enxofre na sua constituição quando estão brutos.

Processo parcialmente autossustentável, economizando energia e gerando subprodutos em demanda constante.

Aplicações muito restritas

Referências