Comportamento dos minerais constituintes da ganga de um concentrado de vanádio durante a redução por hidrogênio.

Abstract

Amostras de um minério de vanádio foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplada com espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS), e análise termogravimétrica (TGA). Sua composição mineral foi determinada principalmente através do método de Rietveld e os resultados mostraram que seus principais constituintes são magnetita (15,73 %) e maghemita (52,32 %). As imagens de MEV-EDS mostraram que o vanádio está espalhado pela estrutura cristalina de praticamente todos os minerais presentes na amostra. Os experimentos de redução por hidrogênio foram realizados e três eventos térmicos são identificados na curva TG. O primeiro foi atribuído a duas reações químicas: (i) a redução do mineral ulvoespinélio em diferentes óxidos de vanádio, seguido pela redução dos produtos pela reação redox do hidrogênio, e (ii) a redução do mineral magnesioferrita pelo hidrogênio. Os outros dois eventos são atribuídos a desidroxilação de filossilicatos e a redução de maghemita, magnetita, além de óxidos de titânio e de vanádio. Finalmente, o método isoconversional foi usado para determinar a energia de ativação aparente do processo. Os valores calculados usando o método Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) ficaram entre 44,28 kJ mol-1 e 82,47 kJ mol-1, e os valores do método Ozawa-Flynn-Wall (OFW) atingiram valores entre 33,44 kJ mol-1 e 65,54 kJ mol-1. Os valores de energia de ativação aparente sugerem que o processo de redução é controlado pela reação química, quando o método KAS foi usado. Já os valores obtidos pelo método OFW apontam que a redução é controlada pela reação química ou mista (processo de difusão e reação química são as etapas controladoras).