The influence of temperature on the speed of reduction of TIN oxide with argon- hydrogen mixture

Influencia de la temperatura en la velocidad de reducción del óxido de TIN con una mezcla de argón e hidrógeno

Recientemente, el uso de hidrógeno en los procesos de extracción de metales ha supuesto un reto muy importante para la industria metalúrgica. La sustitución del reductor convencional, teniendo en cuenta las restricciones de emisión de CO₂, permitirá mantener y desarrollar esta rama de la industria. En este artículo se muestran los resultados de la investigación sobre la reducción del óxido de estaño SnO utilizando hidrógeno suministrado como mezcla Ar - 5 % vol.H₂ en el rango de temperaturas 773 - 873 K. Las pruebas se realizaron utilizando el método termogravimétrico. Se demuestra que con el aumento de una temperatura en el rango analizado aumenta también la velocidad de reacción y el grado de reducción obtenido varía de 40 a 99,5 %. La estabilización del cambio de peso en la muestra analizada termogravimétricamente (TG) se alcanzó después de 25 min para 773 K a 15 min para la temperatura 873 K.

INTRODUCCIÓN

La mayoría de los metales aparecen en el medio natural principalmente como compuestos con oxígeno, azufre y raramente con compuestos halogenados. Mientras que en los materiales reciclables, como escorias, lodos y polvo, los metales aparecen principalmente como óxidos. Para recuperar los metales en el proceso de extracción pirometalúrgica basado en la reducción de estos compuestos, se utiliza carbón en forma de coque o brisa. Su papel en estos procesos puede verse en dos aspectos diferentes: energético y reductor. En el primero, los materiales tienen la función de combustible. Cuando se queman se obtiene el calor necesario para calentar el insumo en un agregado metalúrgico, su fusión, así como para el curso de diferentes reacciones endotérmicas necesarias para la correcta realización de un determinado proceso tecnológico [1]. El aspecto reductor de la aplicación del coque o de la brisa en los procesos indicados está relacionado con el curso de las reacciones reductoras de los óxidos incluidos en el insumo. Durante muchos años las investigaciones se han centrado en el uso de materiales alternativos que permitan sustituir las materias primas carbonosas naturales en los procesos de recepción de metales. Esto se debe principalmente a razones medioambientales y económicas. Está relacionado (entre otros) con el hecho de la importante limitación del suministro de carbón en la UE y el aumento de los costes relacionados con la emisión de CO₂. Se ofrecen diferentes tipos de biomasa como reductores alternativos, así como residuos carboníferos de grano fino creados en los procesos de enriquecimiento y reprocesado del carbón [2 - 9].

Hoy en día, el hidrógeno tiene un uso muy limitado en los procesos pirometalúrgicos de recepción de materiales ampliamente utilizados. Sin embargo, se utiliza para recibir: wolframio, molibdeno, platino, germanio o renio. Como reductor gaseoso, el hidrógeno presenta una serie de ventajas en comparación con los reductores sólidos. La principal es la mejora de la velocidad del proceso, que se traduce en un mejor intercambio de masas entre el reductor gaseoso y el compuesto metálico reductor.