1 Fusão à 'matte' Questões para a fixação de conteúdo: 1) A ... - Ufrgs

ENG06632 - Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos II-A
Nestor Cezar Heck – UFRGS / DEMET
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Fusão à ‘matte’
Status: 2004/2
Questões para a fixação de conteúdo:
1) A fusão à ‘matte’ é realizada por causa de dois objetivos; quais
2) Todos os sulfetos de metais formam ‘mattes’
3) Na matte, um metal indesejado pode ser impureza ou constituinte; sob quais condições é um e
quando é outro
4) Qual é o papel da sílica quando as gotas de ‘matte’ estão atravessando a escória
5) Qual é a fonte de calor na fusão à ‘matte’
6) Qual é o papel da sílica no equilíbrio (L1/L2) ‘matte’/escória
7) Por dois motivos a magnetita – que se forma em condições oxidantes – é indesejada; quais
8) O seguinte equilíbrio pode ser utilizado para descrever a dissolução da magnetita:
FeS + 3 Fe 3 O 4 (s) = 10 FeO + SO 2 (g)
cada constituinte da equação corresponde a uma determinada fase do sistema. Descreva essa
correspondência.
9) Na mesma equação, considerando constantes as atividades dos demais constituintes, para uma
determinada temperatura, há, no equilíbrio, uma única pSO 2 (note a correspondência com K, a
constante de equilíbrio!). Se tu estivesse pensando em dissolver a magnetita, tu escolherias
condições que produzissem, no equilíbrio, uma pSO 2 alta ou baixa Justifique.
10) Para uma determinada temperatura, qual é a situação da ‘matte’ que mais favorece esta dissolução:
uma ‘matte’ rica, ou pobre Justifique.
11) Para uma determinada temperatura, qual é a atividade da FeO que mais favorece esta dissolução
12) Qual é o papel da sílica na dissolução da magnetita
Questões para o desenvolvimento do tema:
Massa atômicas aproximadas: Fe= 56, O= 16, S= 32, Si= 28 [u.m.a.]
1) A fusão à matte pode ser entendida usando-se um sistema mais simples, composto apenas por Fe,
S, O e Si. A fusão à ‘matte’ envolve o equilíbrio entre dois líquidos. Calcule, usando o conodo
(conodo: linha isotérmica que liga duas composições em equilíbrio) mostrado na Figura 1 (Fig. 5.2.14,
Hayes, p.122), a massa aproximada de cada um dos componentes (FeO, FeS e SiO 2 ) nos líquidos L 1
e L 2 em equilíbrio, no sistema ternário FeO-FeS-SiO 2 à 1200°C, a partir da composição global da
carga no reator dada pelo ponto ‘A’: 44% FeO; 44% FeS; 12% SiO 2 (todas as porcentagens em
massa).
Dica: as composições dos líquidos L 1 e L 2 devem ser lidas no diagrama. Depois, com um balanço de
massa, calcule as quantidades (ou proporção) de cada um dos líquidos e, após, as massas dos
componentes em cada um deles. Use, por simplicidade, uma massa total de 100 g.
2) Mostre que tu entendeste o raciocínio: trabalhe, agora, com uma carga com a composição ‘B’:
26% FeO; 60% FeS; 14% SiO 2 (todas as porcentagens em massa), localizada sobre o mesmo
conodo – as composições dos líquidos L 1 e L 2 em equilíbrio são as mesmas!
3) O metal Fe está contido no mineral do qual será extraído o cobre sob a forma de FeS; imagine que
temos 1 tonelada de FeS contido no minério. Qual é a massa de Fe que deve ser escorificada
(transformada em FeO) para se atingir o ponto ‘A’ no diagrama Quanto porcento é isso, em relação
à massa total de Fe
4) Consulte o diagrama e responda: qual é o teor mínimo de sílica para que se inicie a separação entre
a matte e a escória, na questão acima Qual foi o usado
5) Um engenheiro metalúrgico calcula quantos quilogramas de sílica – por cada tonelada de FeS –
deverão ser empregados para se atingir a composição ‘A’. Qual é o valor que ele encontrou

ENG06632 - Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos II-A
Nestor Cezar Heck – UFRGS / DEMET
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Fig. 1:
Parte do diagrama de fases do sistema FeO-FeS-SiO 2 (simplificado), à 1200°C,
mostrando a região de imiscibilidade (líquidos L 1 e L 2 ); a linha vertical com
duas pontas de flecha é um conodo ou tie line e liga duas composições das
fases líquidas em equilíbrio (Hayes,P.C.: Proc. Sel. in Extr. Metall., Fig. 5.2.14)