OXIDACION DE ENARGITA EN ATMOSFERAS DE NITROGENO-OXIGENO A TEMPERATURAS ALTAS

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un horno de tubo vertical, una balanza electrónica, una unidad de control de temperatura, y sistemas de adquisición de datos y un sistema de distribución de gases. Los experimentos se realizaron con 50 mg de muestra en un crisol de porcelana. Para comenzar una prueba se calentaba el tubo de reacción a la temperatura de trabajo y se ingresaba el gas de reacción (mezcla de oxígeno-nitrógeno) con un flujo de 1 L/min, que se mantenía constante durante el experimento. Cuando la temperatura se estabilizaba, se ingresaba la muestra de enargita en el reactor suspendiendo el crisol desde la balanza electrónica mediante una cadena de cuarzo. Durante la prueba se registraba el peso de la muestra cada 3 segundos. Se realizaron pruebas a distintos tiempos de reacción para la determinación de los productos intermedios y finales de reacción mediante análisis por difracción de rayos-X.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados experimentales del estudio de oxidación /volatilización de enargita en atmósfera de 21 % oxígeno -79 % nitrógeno se muestran a continuación.

Efecto de temperatura

La Figura 2 muestra los resultados de oxidación de muestras de enargita realizados a temperaturas de 550 y 600 ºC, que son temperaturas menores que el punto de fusión de la enargita (672 oC ) y en la Figura 3 se muestran los datos obtenidos a temperaturas altas, de 900 y 1100 ºC. En estas figuras los datos se muestran como fracción de pérdida de peso de la muestra en función del tiempo.

Figura 2. Oxidación /volatilización de enargita en ambiente 21% O2 a temperaturas de 550 y 625 ºC

IBEROMET XI X CONAMET/SAM 2 al 5 de Noviembre de 2010, Viña del Mar, CHILE

Figura 3. Oxidación /volatilización de enargita en ambiente 21% O2 a temperaturas de 900 y 1100 ºC

Se puede observar que la pérdida de peso de la muestra es muy rápida incluso a temperatura baja (550°C). Además las curvas de pérdida de peso en todas las temperaturas muestran un máximo correspondiente a un valor cercano a 0.45 y después de este máximo ocurre una ganancia de peso hasta alcanzar el valor final de aproximadamente 0.4. Se puede ver también que el efecto de la temperatura es preponderante en la velocidad de pérdida de peso de la muestra. Así, a 550 °C se alcanzó la pérdida de peso máxima 0.45 en 5 minutos mientras que a 1100 °C el valor máximo se alcanzó en solamente 2 minutos.

Efecto de la concentración de oxígeno

En la Figura 4 se presentan los resultados de pérdida de peso de la enargita para diferentes concentraciones de oxígeno a la temperatura de 550 oC y en la Figura 5 se muestran datos obtenidos a 1100 oC. Se puede observar que a la temperatura baja (550 oC), la concentración de oxigeno tiene un efecto importante en la velocidad de reacción de la muestra. Así a 550 ºC, en 1 %O2 se alcanzó la pérdida de peso final, de aproximadamente 0.4, en 60 minutos mientras que a 21 %O2, la pérdida de peso final se alcanzó en menos de 5 minutos. Por otra parte, a temperaturas altas, por ejemplo a 1100 oC, el efecto de la concentración de oxígeno sobre la velocidad de volatilización de arsénico es marginal. Se puede observar que en menos de 2 min se alcanza la volatilización total de arsénico.

IBEROMET XI X CONAMET/SAM 2 al 5 de Noviembre de 2010, Viña del Mar, CHILE

Figura 4: Oxidación /volatilización de arsénico en diferentes atmósferas (1, 5, 10 y 21%O2) a una temperatura de 550ºC.

Figura 5: Oxidacion/volatilización de arsénico en diferentes atmósferas (1, 5, 10 y 21%O2) a una temperatura de 1100ºC

Determinación de los compuestos formados durante la descomposición

Para determinar los compuestos intermedios a través de los cuales ocurre la volatilización de arsénico, se realizaron pruebas a 800 C con una atmosfera compuesta de 5 % de oxigeno y 95 % de nitrógeno a distintos tiempos de reacción. La Figura 6 muestra la evolución de la pérdida de peso de la muestra de enargita en estas condiciones experimentales.