Ustulação

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

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4 USTULAÇÃO
4.1 INTRODUÇÃO
É a transformação de um composto sólido em outro, mais adequado ao processamento metalúrgico, por meio de uma reação química heterogênea1 do tipo:
A(s) + B(g) = C(s) + D(g).
O produto C − dependendo do valor da temperatura − também pode acontecer de estar no estado líquido ou no gasoso − principalmente quando se tratar de cloretos ou oxi-cloretos.
Com a ustulação, procura-se transformar sulfetos em (i) óxidos:
MeS + 1,5 O2 = MeO + SO2 , ou (ii) sulfatos:
MeS + 2 O2 = MeSO4; e, também, óxidos em haletos, segundo:
MeO + 2 Cl2 = MeCl4 + 0,5 O2.
As razões para o emprego da ustulação são variadas, por exemplo: os sulfetos são de difícil redução pelo carbono, os sulfatos podem ser dissolvidos seletivamente em água e os haletos, por causa do seu baixo ponto de fusão ou ebulição, podem ser destilados de uma massa contendo impurezas. O mercúrio é o único metal obtido por ustulação, a partir do HgS
− a fonte mineral mais importante desse metal −, e pode ser representada por:
HgS(s) + O2(g) = Hg(g) + SO2(g)
O gás empregado nas diferentes reações de ustulação varia de acordo; normalmente usa-se o oxigênio do ar com os sulfetos (por exemplo, na metalurgia extrativa do Zn, Cu e Pb) e cloro ou flúor com os óxidos (na obtenção de Ti, Zr e U − entre outros).
A ustulação dos sulfetos é realizada normalmente em uma temperatura abaixo do ponto de fusão das duas fases sólidas envolvidas, usualmente abaixo de 900-1000°C; por outro lado − de ordem para que as reações se realizem com uma velocidade suficiente − em geral acima dos 500-600°C. Para a produção de sulfatos, a temperatura não pode ser muito elevada; idealmente, o tratamento deve ser conduzido entre 600 e 800°C, pois estas substâncias tendem a se decompor quando submetidas à temperaturas muito altas.
Uma característica importante da ustulação dos sulfetos é a sua