A DEMONSTRAÇÃO DA VALIDADE DO MODELO DO NÚCLEO NÃO REAGIDO

DEMONSTRAÇÃO DA VALIDADE DO MODELO DO NÚCLEO NÃO REAGIDO1

Gustavo Henrique Teixeira2

Paula Petriz2

Sâmya Estevam2

Wellington Guimarães2

Resumo

Este trabalho tem como principal objetivo demonstrar, através da análise dos resultados de um ensaio de redutibilidade, a validade do modelo do núcleo não reagido, controlado pela reação química na superfície do núcleo, calculando o valor de k constante de velocidade de reação, e de k0 considerando Q/R = 3000k na equação de Arrhenius.

Palavras-chave: Redutibilidade, núcleo não reagido

DEMONSTRAÇÃO DA VALIDADE DO MODELO DO NÚCLEO NÃO REAGIDO

Abstract

This work has as main objective to demonstrate, through analysis of the results of a test for reducibility, the validity of the unreacted core model controlled by chemical reaction on the surface of the nucleus, calculating the value of k reaction rate constant, and k0 for Q / R = 3000k in the Arrhenius equation.

Keywords: Reducibility, unreacted core

1- Disciplina Redução dos Minérios de Ferro I

2- Alunos de Graduação de Engenharia Metalúrgica – UFF – EEIMVR

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1 - INTRODUÇÃO

Neste trabalho, o objetivo foi demonstrar, através da analise dos resultados de um ensaio de redutibilidade, a validade do modelo do núcleo não reagido, controlado pela reação química na superfície do núcleo, calculando o valor de k constante de velocidade da reação, e de ko considerando Q/R = 3000 K na equação de Arrhenius. E, ao final, determinar o valor de RI.

        O ensaio de redutibilidade de minérios de ferro consiste na redução isotérmica de uma amostra de minérios ou aglomerado, geralmente de 500g, com uma mistura de CO, CO2 e NO2, em um reator cilíndrico preso a uma balança.

        Utilizando o modelo do núcleo não reagido foi possível se chegar a algumas equações que serão úteis. Como as seguintes:

[pic 1]

[pic 2]

                                 1- (1- R)1/3 = kt

                                                     r0

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2 - MATERIAIS E MÉTODOS[pic 3][pic 4]

Dados utilizados:

[pic 5]

	Grupo A
Material ensaiado	Bit
Tamanho das partículas - diâmetro (mm)	16
Teor de Fe total	0,64
Teor de FeO	0,02
Massa da amostra após aquecimento sob N₂ (g)	499
Massa após 10 minutos (g)	493
Massa após 20 minutos (g)	486
Massa após 30 minutos (g)	479
Massa após 40 minutos (g)	473
Massa após 50 minutos (g)	468
Massa após 60 minutos (g)	462
Massa após 75 minutos (g)	454
Massa após 90 minutos (g)	445
Massa após 105 minutos (g)	438
Massa após 120 minutos (g)	432
Massa após 135 minutos (g)	426
Massa após 150 minutos (g)	420
Massa após 165 minutos (g)	415
Massa após 180 minutos (g)	409

Temperatura de Ensaio: 950°C

Composição do Gás: 70% N2 + 30% CO

Calculando Mo:

Mo = M [(Fetotal – (56/72)FeO)(3x16)/(2x56) + FeO (16/72)]

Mo = M [(0,64 – (56/72)0,02)(3x16)/(2x56) + 0,02 (16/72)]

Mo = 135,78 g

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Com os dados da tabela e as equações, foi possível chegar nos seguintes resultados:

t (min)	Massa (g)	∆m (g)	R	1-(1-R)^1/3
10	493	6	0,04	0,01
20	486	13	0,10	0,03
30	479	20	0,15	0,05
40	473	26	0,19	0,07
50	468	31	0,23	0,08
60	462	37	0,27	0,10
75	454	45	0,33	0,13
90	445	54	0,40	0,16
105	438	61	0,45	0,18
120	432	67	0,49	0,20
135	426	73	0,54	0,23
150	420	79	0,58	0,25
165	415	84	0,62	0,27
180	409	90	0,66	0,30

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Então:

∆y/∆x = k/r0

k/r0 = 0,00161

Temos que r0 = 16 mm →  k = 0,0258

ln k = ln k0 – Q/R (1/T)

k0 = 0,298

Índice de Reatividade

RI = Índice de Reatividade x 100

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