[en] A THERMODYNAMIC STUDY OF THE NB2O5 CHLORINATION WITH DIFFERENT CHLORINE CONTENT AGENTS AND A KINETICS APPRECIATION OF THE REDUCTIVE CHLORINATION (CL2 + C)

[pt] UM ESTUDO TERMODINÂMICO DA CLORAÇÃO DO NB2O5 COM DIFERENTES AGENTES CLORETANTES E UMA APRECIAÇÃO CINÉTICA DA CLORAÇÃO COM CL2 E CARBONO

[pt] STEPHANIE LIZETH TERAN OCANA

[pt] CINETICA

[pt] AGENTE CLORETANTE

[pt] TERMODINAMICA

[pt] CLORACAO DO NB2O5

[en] KINETICS

[en] CHLORINATION AGENT

[en] THERMODYNAMICS

[en] NB2O5 CHLORINATION

[pt] Este trabalho apresenta e discute o possível uso da cloração como uma rota alternativa dedicada à extração de metais, priorizando uma apreciação termodinâmica geral relacionada ao comportamento do Nb(2)O(5) submetido a diferentes agentes cloretantes, considerando os dados atualmente disponíveis para este tipo de estudo. Considerações atualizadas sobre o uso do Nióbio (Nb) têm sido enfatizadas em segmentos industriais modernos. A cloração tem sido uma etapa importante no processo de extração de alguns metais não ferrosos valiosos a partir de seus concentrados minerais, tais como Titânio (Ti) e Zircônio (Zr). O cloro gasoso é o agente cloretante mais importante em termos industriais, embora alguns outros tenham sido mencionados na literatura como alternativas. Entre eles estão o ácido clorídrico, o tetracloreto de carbono, o cloreto férrico e alguns cloretos alcalinos ou alcalino-terrosos como like KCl, NaCl, CaCl(2), MgCl. A característica mais importante é a possibilidade de uma alta reatividade a temperaturas mais baixas, o que poderia torná-los reagentes alternativos atraentes em uma eventual nova rota de extração para alguns metais de diferentes fontes, incluindo resíduos. Este estudo tem como objetivo avaliar termodinamicamente essas possibilidades usando Nb(2)O(5) como óxido de referência. Foi claramente observado que a carbocloração (C + Cl2) assim como o uso de CCl(4) ou C(2)Cl(4) são agentes cloretantes eficientes com Nb(2)O(5) para formar o NbCl(5) gasoso, enquanto os outros reagentes investigados não tendem a clorar o Nb(2)O(5). Este trabalho também apresenta uma breve abordagem cinética específica, focando nas transformações estruturais físicas da mistura Nb(2)O(5) e C reagindo com um fluxo superior de cloro. Três variáveis experimentais, temperatura, porcentagem inicial de carbono e porosidade, foram consideradas para propor um mecanismo de penetração do cloro na amostra em função delas. O estudo obteve que, para uma penetração inicial fácil do cloro, todo o sistema seria controlado quimicamente, já para uma penetração difícil, o sistema passaria a ser controlado por difusão e entre essas duas condições, o controle misto permanece.

[en] This work present and discuss the possible use of chlorination as an alternative route dedicated to metals extraction, prioritizing a general thermodynamic appreciation related to the behaviour of Nb(2)O(5) being submitted to different chlorinating agents, considering the nowadays data available for this type of study. Updated considerations regarding the use of Nb has been emphasized in modern industrial segments. Chlorination has been an important process step in the extraction of some valuable nonferrous metals from their mineral concentrates such as Ti and Zr. Gaseous chlorine is the most important chlorinating agent in industrial terms although some others has been mentioned in the literature as alternatives. Amongst them are the hydrochloric acid, carbon tetrachloride, ferric chloride, and some alkali or alkaline chlorides like KCl, NaCl, CaCl2, MgCl. The most important feature is the possibility of a high reactivity at lower temperatures which could make them an attractive alternative reagent in an eventual new extraction route for some metals from different sources, including residues. This study aims to evaluate thermodynamically these possibilities by using Nb(2)O(5) as a reference oxide. It was clearly observed that carbochlorination (C + Cl2) as well as the use of CCl(4) or C(2)Cl(4) are efficient Nb(2)O(5) s chlorinating agents to form gaseous NbCl(5) while the other investigated reagents have no tendency to chlorinate the Nb(2)O(5). This work also presents a brief kinetic specific approach focusing on the physical structural transformations of a Nb(2)O(5) and C mixture reacting with a top chlorine flow. Three experimental variables, temperature, carbon initial percentage and porosity, were considered to propose a mechanism for the penetration of chlorine into the sample as function of them. The study obtained that for easy initial chlorine penetration the whole system would be chemically controlled while for difficult penetration it will move to diffusion controlled and between these conditions a mixed control takes place.

EDUARDO DE ALBUQUERQUE BROCCHI

ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

FELIPE SOMBRA DOS SANTOS

ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

EDUARDO DE ALBUQUERQUE BROCCHI

ARTUR SERPA DE CARVALHO REGO

2026-04-30

2025-10-14

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=76216@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=76216@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.76216