Estudio cinético-químico de deferrificación de arcillas refractarias mediante cloración

PABLO OROSCO, ERNESTO PERINO, MARÍA DEL CARMEN RUIZ Y JORGE GONZÁLEZ

Salta

Jornada; X Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales; 2010

Universidad Nacional de Salta

Un estudio de la remoción de hierro de arcillas caoliníticas ha sido realizado usando el proceso pirometalúrgico de la cloración. Se utilizaron tres muestras de arcillas proporcionadas por la empresa Carbo San Luis S.A. Se llevaron a cabo ensayos isotérmicos y no isotérmicos de cloración utilizando un dispositivo termogravimétrico apto para trabajar atmósferas corrosivas Los reactivos y los productos fueron analizados mediante fluorescencia de rayos X (FRX), difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM), microanálisis con sonda de electrones (EPMA), y Colorimetría CieLab. Los ensayos experimentales para investigar la extracción de hierro se realizaron en atmósferas de nitrógeno y de una mezcla de cloro y nitrógeno, en un rango de temperatura comprendido entre 400 y 900°C. Los resultados de la caracterización de las tres muestras de arcilla empleadas indican que éstas contienen como componentes principales caolinita, anatasa, rutilo y cuarzo. Los estudios de cloración no isotérmicos permiten establecer que la reacción entre el cloro y el hierro presente en la arcilla comienza alrededor de 700°C y que la velocidad de extracción del metal aumenta con la temperatura hasta los 900°C. A una temperatura próxima a 800°C comienza la decoloración significativa de las arcillas, y se observa además un aumento de la claridad. Por encima de 800°C la reacción se hace lenta debido a que las muestras de arcilla comienzan a sinterizar, hecho que dificulta el acceso del cloro e impide así el la reacción entre éste y el hierro remanente. Los resultados de los ensayos de cloración isotérmicos indican que la cloración es rápida hasta aproximadamente 60 min, después la velocidad de reacción comienza a disminuir. Por otro lado, los ensayos de caracterización de los residuos mostraron que la presencia del cloro no afecta la estructura de la caolinita en el rango de temperatura estudiado, y que su presencia favorece la formación de mullita a una temperatura inferior a la requerida en atmósfera de nitrógeno. Un análisis cinético simple indica que, entre 750 y 900 °C, la velocidad de la reacción está controlada por la velocidad de difusión.