Descreva as caracteristicas principais das matérias primas, processamento e produto obtido, para a seguinte operação:
ustulação;
ustulação;
Passo 1
O enunciado pede para descrever as características principais das matérias-primas, do processamento e do produto obtido na operação de ustulação (roasting). Esse conteúdo pertence à área de pirometalurgia e química de processo, em que transformamos sulfetos metálicos em óxidos por oxidação térmica.
Passo 2
As matérias-primas em ustulação são tipicamente minerais ou concentrados de sulfetos metálicos. São caracterizadas por
- composição química: teor de sulfeto (por ex.
, , ), impurezas (Si , CaO, A ) e umidade; - granulometria: geralmente finos (10–100 µm) para otimizar a cinética gás-sólido;
- propriedades físicas: densidade aparente, porosidade inicial e resistência mecânica, que influenciam o comportamento no leito de ustulação.
Passo 3
O processamento de ustulação consiste em aquecer o sulfeto em presença de oxigênio, promovendo reações de oxidação a temperaturas típicas de
C a
C. Os principais pontos são:
- Reator: leito fixo, leito fluidizado ou forno rotativo para garantir bom contato gás-sólido;
- Reagente: ar ou oxigênio enriquecido, controlado para evitar fusão excessiva;
- Reações principais (exemplo de sulfeto de zinco):
- Controle: temperatura, vazão de ar, tempo de residência e remoção de gases para maximizar conversão e minimizar escalação e aglomeração.
Passo 4
O produto sólido obtido, chamado calcina ou óxido calcinado, tem as seguintes características:
- composição: óxidos metálicos (ZnO, F
, CuO etc.) com teor de enxofre residual muito baixo; - estrutura física: alta porosidade e área de superfície aumentada, favorecendo etapas posteriores (lixiviação, redução);
- subproduto gasoso:
concentrado, geralmente capturado para produzir ácido sulfúrico ou convertido em .
Resposta
- Matérias-primas: sulfetos metálicos (ZnS, Fe
, CuFe ) com teor de enxofre, granulometria fina e controle de impurezas e umidade. - Processamento: aquecimento a 600–
C em leito fixo, fluidizado ou forno rotativo, reagindo sulfeto com e gerando ; controle de temperatura, vazão de ar e cinética gás-sólido. - Produto: calcina rica em óxidos metálicos porosos, baixa residualidade de enxofre, e gás
como subproduto para síntese de ácido sulfúrico.