Thermodynamic activities of V2O3, MnO, and FeO In quaternary system V2O3 - FeO - SiO2 – MnO

Actividades termodinámicas de V2O3, MnO y FeO En el sistema cuaternario V2O3 - FeO - SiO2 - MnO

Se han investigado las actividades de FeO, V₂O₃ y MnO en los sistemas cuaternarios V₂O₃-FeO-SiO₂-MnO. La investigación de los datos termodinámicos de este sistema de escoria, tiene como objetivo la extracción de vanadio, a partir de los residuos y la obtención de la aleación Mn-V con potencial aplicación industrial. El potencial de oxígeno en los sistemas se determinó por el método de la fuerza electromotriz (FEM). El electrolito sólido fue ZrO₂ (CaO), y el electrodo de referencia - una mezcla de Mo/MoO2 se utilizó como celda galvánica. La energía libre de Gibbs y la actividad se calcularon a partir del potencial de oxígeno obtenido experimentalmente. Sobre la base termodinámica de los cálculos, los resultados experimentales revelaron la posibilidad de obtener una aleación compleja a partir del concentrado de manganeso y el catalizador de residuos de vanadio.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones complejas tienen cada vez más aplicaciones. Cada año se vierten cantidades importantes de catalizadores. Aún no se han estudiado los residuos de catalizadores para un uso metalúrgico. La extracción de los metales valiosos tendrá efectos económicos y ecológicos.

Los estudios del presente trabajo están relacionados con la posibilidad de un procesamiento pirometalúrgico complejo del concentrado de manganeso y del catalizador de vanadio de desecho. La posibilidad tecnológica de su procesamiento demuestra la necesidad de realizar investigaciones termodinámicas específicas adicionales.

Los estudios termodinámicos, y en particular la determinación de las actividades de los componentes en sistemas complejos, son esenciales para obtener una aleación real. La eficacia del sistema V₂O₃-FeO-SiO₂-MnO depende de las actividades de los respectivos óxidos metálicos en este sistema.

Las actividades de los componentes individuales presentes en el sistema investigado han sido consideradas por otros autores, pero en otros sistemas de escoria. El método CEM con electrolito sólido es uno de los principales métodos utilizados en el estudio termodinámico de los procesos en el agregado metalúrgico y para determinar la actividad en sistemas multicomponente [1]. Al combinar un catalizador de residuos de vanadio y un concentrado de manganeso, los principales componentes de la composición son V₂O₅; Fe₂O₃; MnO y SiO₂, lo que da lugar a la formación de un sistema cuaternario.

La descomposición térmica del pentóxido de divanadio es una secuencia de transformaciones de V₂O₅ a través de VO₂ a V₂O₃. La descomposición térmica comienza con la pérdida de oxígeno, seguida de difusión y formación de defectos [2]. En una atmósfera inerte, la vía de descomposición es FeCO₃ →Fe₃O₄ por debajo de 1 006 K y FeCO₃ →FeO + Fe₃O₄ por encima de 1 006 K [3].