Redução carbotérmica

ENG06632-Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos II-A
Nestor Cezar Heck - DEMET / UFRGS

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8 REDUÇÃO CARBOTÉRMICA (Redutor Sólido)
8.1 INTRODUÇÃO
É o tratamento químico de redução de uma substância mineral (quimicamente um óxido) com o emprego do gás CO que tem origem numa substância portadora do elemento carbono – comumente nas ‘formas’ coque ou carvão vegetal 1 – para a produção de um metal.
Devido à alta temperatura empregada – característica da operação – com a exceção da substância portadora do carbono, todos os outros componentes da carga normalmente acabam por se fundir e os produtos – excetuando-se naturalmente os gases – são removidos no estado líquido. Uma reação que descreve o processo pode ser a seguinte:
MeO + CO(g) = Me(l) + CO2(g)
Enquanto o óxido do metal de valor é reduzido, o restante da ganga 2 – que acompanha o minério e é constituída normalmente por minerais também pertencentes à classe química dos óxidos – permanece inalterada, porém, pela alta temperatura do processo, funde-se e dá origem à parte principal da escória.
A fusão não se dá por acaso, mas pelo ajuste da composição da ganga para uma região de baixo ponto de fusão, com o uso de fundentes.
A imiscibilidade e a diferença de densidade promovem a separação, por ação da gravidade, das fases metal e escória em duas camadas. A escória, sobrenadante, deve ter uma baixa viscosidade para permitir que as gotas de metal líquido, mais densas, continuamente produzidas mais acima, no reator, tenham a possibilidade de atravessá-la.
Embora seja necessário, para alguns metais, o uso de temperaturas maiores que um determinado valor 3, essa separação líquido-líquido entre a ganga e o metal é, de fato, o principal motivo para se operar o processo a uma temperatura elevada – acima dos pontos de fusão do metal e da escória (quando o ponto de fusão da ganga é muito elevado adiciona-se fundentes para reduzí-lo. Contudo, a temperatura de operação deve ser mantida abaixo