Reacciones gas-sólido: cloración de CeO2

M. R. ESQUIVEL; A. E. BOHÉ; D. M. PASQUEVICH

Buenos Aires, Argentina.

Jornada; VII Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales.; 2004

SEGEMAR, Servicio Geológico Minero Argentino

El CeO2, conocido como Ceria, es uno de los óxidos de lantánidos más abundantes de la naturaleza. Se halla presente en mezclas naturales o en complejos polimetálicos; en forma simple o formando óxidos mixtos en los minerales más importantes de los lantánidos. La extensión a escala industrial de un método de extracción de este óxido a partir de mezclas sintéticas o naturales constituye un área de gran interés para la metalurgia extractiva. La cloración utilizando Cl2(g), uno de los métodos de separación más popularmente usados en este área de procesamiento de minerales,  presenta ventajas notables entre las cuales se pueden mencionar la disminución de los volúmenes reactivo y de operación. La cloración de CeO2, analizada en  un trabajo previo por termogravimetría bajo atmósfera controlada (TG), presenta, al igual que muchas reacciones gas-sólido, distintos regímenes de control dependiendo de la temperatura, presión de gas reactivo y flujo total de gas bajo las cuales se lleva a cabo.  La velocidad de cloración de CeO2 fue previamente estudiada entre 800 ºC y 950 ºC y se determinó que la misma no se halla controlada por transferencia de masa externa en el rango de temperaturas mencionado, concluyéndose, como una primera aproximación, que la evolución de la misma se encuentra bajo control químico-mixto y de evaporación de los productos de reacción. En este trabajo, se profundiza el análisis sobre las características de la reacción. Se realiza un ajuste de los datos experimentales y se propone un sencillo esquema de descripción correlacionado con las observaciones a las muestras hechas por microscopía electrónica de barrido (MEB) y con los análisis realizados por  las técnicas de difracción de rayos X (DRX) y espectroscopía dispersiva en energía (EDE). A partir de los ajustes a los datos experimentales se obtiene un parámetro de reacción: t. Este parámetro, que representa el tiempo en el que la reacción finaliza, es utilizado para simular la misma a distintas condiciones. Este enfoque tiene dos objetivos a futuro: la elaboración de un modelo de reacción y el diseño posterior del reactor utilizable a escala industrial. Este doble objetivo, que involucra los campos académico y de aplicación tecnológica, ha impulsado la elaboración de este trabajo.