Redução de óxido de cobre por plasma de hidrogênio

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Ramos, Simão Vervloet
• Orientador(a): Vieira, Estéfano Aparecido
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia metalúrgica; Cobre - Metalurgia; Hidrogênio; Plasma de baixa temperatura
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/xmlui/handle/123456789/320

RESUMO: O plasma de hidrogênio apresenta características físicas propícias para a produção de novas espécies redutoras que, do ponto de vista termodinâmico e cinético, são vantajosos quando comparado à redução de óxido de cobre pelo hidrogênio gasoso. Neste trabalho foi avaliado um novo processo para obtenção de cobre metálico através da redução de pó de óxido de cobre (Cu₂O₍s₎) por plasma de hidrogênio fora do equilíbrio térmico. Os experimentos foram realizados em um reator de plasma pulsado de corrente contínua nas isotermas de 250, 300, 350 e 400°C, no intervalo de tempo de 5 a 120 minutos e sob pressão de 533 Pa. Para fins comparativos, a redução por H₂₍g₎ também foi realizada. A formação de fases nas amostras foi caracterizada por difratometria de Raios-X (DRX) e, utilizando a técnica de refinamento Rietveld, determinou-se a eficiência do processo. A evolução microestrutural das fases formadas foi acompanhada por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). A análise quantitativa das espécies do plasma foi realizada através do modelamento da descarga luminescente. Os resultados mostram que o plasma de hidrogênio é mais eficiente para reduzir o Cu₂O₍s₎, viabilizando a redução do óxido sob temperaturas menores com aceleração do processo cinético se comparado com a redução usando-se exclusivamente o H₂₍g₎. Para a temperatura de 250ºC, os dados experimentais ajustaram-se bem a equação cinética para controle por difusão. Para as demais temperaturas, o melhor ajuste foi realizado pelo modelo de controle químico. Os resultados desta pesquisa mostram que existe a possibilidade do desenvolvimento de uma alternativa para obtenção de cobre metálico a partir dos seus óxidos.