5.8.1 Cálculos de atividade
Com base na composição química apresentada na Tabela 10 é possível calcular a atividade do enxofre (hS) neste gusa por meio da Equação (5.2).
hS = fS . %S (5.2)
O coeficiente de atividade do enxofre (fS) é obtido a partir da Equação (5.3), sendo os parâmetros de interação apresentados na Tabela 15.
Tabela 15. Parâmetros de interação do enxofre.
݁ C Si Mn P S Cu Ti Cr
S 0,11 0,063 -0,026 0,029 -0,028 -0,0084 -0,072 -0,011
log fS = ݁ௌ.%C+݁ௌௌ.%Si+݁ௌெ.%Mn+݁ௌ.%P+݁ௌௌ.%S+݁ௌ௨.%Cu+݁ௌ்.%Ti+݁ௌ.%Cr (5.3)
Assim:
log fS = (0,11.5,00) + (0,063.0,275) - (0,026.0,385) + (0,029.0,065) - (0,028.0,025) - (0,0084.0,004) - (0,072.0,025) - (0,011.0,026) = 0,55638
E:
fS = 100,55638 = 3,601 hS = 0,025.3,601 = 0,090
Agora, se considerarmos para fins de comparação, um aço SAE 1006 com a composição química apresentada na Tabela 16, temos a atividade do enxofre como mostrado a seguir.
Tabela 16. Composição química de um aço SAE 1006.
Elementos C Mn P S
% 0,08 0,35 0,04 0,05
log fS = (0,11.0,08) - (0,026.0,35) + (0,029.0,04) - (0,028.0,05) = -0,00054 Temos então:
fS = 10-0,00054 ≈ 1 hS = 0,025.1 = 0,025
Então, como mostram os resultados, a atividade do enxofre (hS) é 3,601 vezes maior no gusa que no aço que poderia ser conseguido a partir do mesmo. Portanto, pelo ponto de vista termodinâmico, é melhor dessulfurar no ferro-gusa.
5.8.2 Cálculos de CS e CS`
Como citado no item 2.2.4.1, uma maneira encontrada para caracterizar o efeito das escórias na dessulfuração é através da capacidade de sulfeto (Cs), a qual, segundo Anderson, Jönsson e Hallberg (2000), descreve a habilidade potencial de uma escória em remover enxofre do metal líquido, podendo assim ser usada para comparar as características da dessulfuração de diferentes escórias. Entretanto, para calcular CS é preciso conhecer as basicidades óticas das escórias, as quais podem ser encontradas através das Equações (2.36), (2.37) e (2.38), juntamente com o resultado da análise química do resíduo de mármore mostrada na Tabela 10. A basicidade ótica (Λ) de cada escória (mistura) usada neste estudo é apresentada na Tabela 17.
1/Λóxido = 1,35(Ei – 0,26) (2.36)
Λescória = ∑(Xi.Λóxido) (2.37)
Xi = (nixi) / ∑(nixi) (2.38)
Tabela 17. Xi e Λi para cada mistura.
Mistura XCaO XMgO XSiO2 XCaF2 XNa2O ΛEscória
C 1,000 - - - - 1,000 CF 0,889 - - 0,056 - 0,926 CB 0,956 - - - 0,073 1,005 R 0,578 0,340 0,041 - - 0,911 RF 0,539 0,317 0,038 0,034 - 0,872 RB 0,563 0,332 0,040 - 0,026 0,916
Pela análise da Tabela 17, nota-se que devido à grande quantidade de CaO em cada mistura, o qual tem ΛCaO= 1, os valores das basicidades óticas das escórias apresentaram valores próximos aos da basicidade deste óxido, ficando entre 0,872 e 1,005. Por ser este básico, pode-se considerar que as misturas também são básicas, possuindo, segundo Ghosh (2001), maior reativadade no banho metálico devido ao elevado processo difusional que os constituintes destas escória possuem. E como a dessulfuração é dependente de um processo de difusão, essas escórias são favoráveis a este processo.
A relação entre a capacidade de sulfeto (CS) e a basicidade ótica (Λ) para escórias com ΛEscória ≥ 0,8, segundo Young et al (1992), é a Equação (3.41).
Como neste estudo todas as misturas apresentaram ΛEscória ≥ 0,8, foi usada esta equação para calcular a capacidade de sulfeto (CS) de cada mistura, sendo os resultados apresentados na Tabela 18.
Tabela 18. Capacidade de sulfeto (CS) de cada mistura.
Mistura ΛEscória log CS CS
C 1,000 0,058 1,143 CF 0,926 0,031 1,074 CB 1,008 0,060 1,148 R 0,911 0,026 1,062 RF 0,872 0,016 1,038 RB 0,919 0,028 1,066
Através da Equação (2.34), é possível observar que um aumento na capacidade de sulfeto pode levar a uma maior distribuição de enxofre de equilíbrio, ou seja, aumenta o grau de dessulfuração
log LS = log (%S)/[%S] = - (935/T) + 1,375 + logCS + log fS - log hO (2.34) Os resultados das capacidades de sulfeto confirmam os resultados encontrados nos experimentos, mostrando que uma maior CS das misturas CB (CS=1,148) e RB (CS=1,066) levou a uma maior dessulfuração em relação às misturas CF (CS=1,074) e RF (CS=1,038).
Conhecendo os valores de CS e, mais uma vez utilizando a Equação (3.34), como mostrado no item 2.2.4.1, é possível calcular as partições de enxofre de equilíbrio, que é outra maneira de mostrar a eficiência da dessulfuração. Entretanto para usar esta equação é preciso definir a atividade do oxigênio. Considerando um aço desoxidado ao alumínio com 10 ppm de oxigênio (0,001%), chega-se aos resultados apresentados na Tabela 19.
Tabela 19. Partição de enxofre para as misturas usadas nos experimentos.
Mistura CS log LS LS C 1,143 3,636 4320,885 CF 1,074 3,609 4060,493 CB 1,151 3,638 4341,236 R 1,062 3,604 4016,717 RF 1,038 3,594 3923,835 RB 1,068 3,605 4030,768
Através dos resultados desta tabela é possível observar que pela partição de enxofre, as duas melhores misturas são CB (LS = 4341,236) e Cal (LS = 4320,885). Estes resultados indicam que na dessulfuração, a influência do transporte de massa
é preponderante à influência do teor de enxofre de equilíbrio. Entretanto devido limitações cinéticas estas misturas não obtiveram os melhores resultados. Estes resultados indicam que na dessulfuração, a influência do transporte de massa é preponderante ao teor de enxofre de equilíbrio. Isto é claro respeitando o limite no qual a Energia Livre de Gibbs (∆G0) da reação seja negativo. É importante observar também, que mesmo se tratando de um resíduo, as misturas com o resíduo de mármore obtiveram uma partição bastante próxima daquelas conseguidas com misturas à base de cal, a qual é usada industrialmente.
Cruz (1997) realizou um estudo de dessulfuração de gusa simultânea a desfosforação com escórias à base de CaO e BaO e calculou a partição de enxofre (LS) para algumas escórias, ficando os resultados de LS deste estudo entre os valores encontrados no presente trabalho, como pode ser observado na Tabela 20.
Tabela 20. Relação de partição de enxofre de equilíbrio entre ferro-gusa e a escória CaO-CaF2-SiO2,
saturada em CaO e 3CaO.SiO2, a 1300 e 1450oC. T (oC) CaO CaFComposição (%) LS
2 SiO2
1300 65 22 13 2820
1450 67 19 14 5890
Comparando as partições de enxofre de equilíbrio (LSE) e prática (LSP=[%S]final/[%S]inicial), conforme mostrado na Tabela 21, é possível notar que em nenhum dos experimentos foi atingido o equilíbrio termodinâmico, devido às limitações cinéticas citadas anteriormente, sendo as partições práticas (LSP) da ordem de 10-4 vezes menores que as partições de equilíbrio (LSE), o que comprova a preponderância da influência do transporte de massa sobre o teor de enxofre de equilíbrio.
Tabela 21. Partição de enxofre para as misturas usadas nos experimentos.
Mistura LSP LSE Agitação LSP / LSE C 0,200 4320,885 Não 4,628 . 10-5 CF 0,302 4060,493 Não 7,446 . 10-5 R 0,115 4016,717 Não 2,873 . 10-5 RF 0,474 3923,835 Não 1,207 . 10-4 C 0,304 4320,885 Sim 7,044 . 10-5 CF 0,857 4060,493 Sim 2,111 . 10-4 CB 1,000 4341,236 Sim 2,296 . 10-4 R 0,200 4016,717 Sim 4,979 . 10-5 RF 0,933 3923,835 Sim 2,379 . 10-4 RB 1,167 4030,768 Sim 2,887 . 10-4 RF 3,500 3923,835 Sim (1800rpm) 8,920 . 10-4
Utilizando a Equação (2.30), pode-se também calcular a capacidade de sulfeto modificada (CS`), mostrados na Tabela 22.
CS` = CS e(3,76-3176/T) (2.30) Como era de esperar, os valores de CS` são maiores que os de CS, para os quais valem os mesmos comentários feitos para CS. Para calcular LS`, segundo Ghosh (2001), pode-se usar a Equação (5.4) deduzida a partir da Equação (2.29), chegando-se aos valores mostrados na Tabela 22.
K2 ( aO2- / fS2-) = {(%S) / [%S]} (hO / fS) = CS` (2.29) log LS = log CS` – log hO (5.4)
Tabela 22. Capacidade de sulfeto modificada (CS`) e partição de enxofre (LS`).
Mistura CS` LS` C 7,767 27967,47 CF 7,299 26282,05 CB 7,804 28187,40 R 7,221 25998,70 RF 7,054 25397,52 RB 7,246 26152,89 5.8.3 Cálculos de equilíbrio
Neste item foram calculados os teores de equilíbrio para cada uma das misturas utilizadas neste estudo, a fim de confirmar que teores mais baixos de enxofre não foram obtidos por questões cinéticas e não termodinâmicas.
Adição apenas de Resíduo ou Cal
Para a adição apenas de resíduo, ocorre a calcinação do CaCO3 e, a partir daí, o processo ocorre de modo semelhante à dessulfuração através apenas do CaO. A dessulfuração do gusa pelo CaO pode ser representada pela Equação (2.4), a qual tem uma energia livre conforme Equação (5.5).
[S] + CaO(s) + [C] = CaS(s) + CO(g) ‘ (2.4)
∆G0 = 27500 – 27,15T (cal) (5.5)
A constante de equilíbrio da reação (3.4) é então definida na Equação (5.6).
K = (aCaSPCO) / (aCaOhSaC) (5.6)
Mas também: K = exp (-∆G0/RT)
Sendo R = 1,9872 cal/K.mol e considerando T = 1723K, encontra-se que: ∆G0 = -19279,45 cal/mol; e
K = 278,88.
Substituindo este valor de K na Equação (5.6) e considerando: aCaO = 1 (sólido puro);
aC = 1 (gusa saturado em carbono); aCaS = 1 (sólido puro); e
PCO = 1 atm; temos:
278,88 = 1/(hS) hS = 1/(278,88) = 3,59 . 10-3
Usando hS na Equação (5.1), juntamente com o valor de fS calculado no item 5.8.1, encontra-se o teor de enxofre de equilíbrio (Seq).
hS = fS . %Seq 3,59 . 10-3 = 3,601 . %Seq %Seq = 9,97 . 10-4 = 0,000997
Conforme pode ser visto, o teor de equilíbrio é bem menor que o teor alcançado no experimento, o que confirma que teores mais baixos de enxofre não foram alcançados por questões cinéticas, pois a termodinâmica ainda favorecia a dessulfuração.
Adição de Cal e Fluorita
Para o cálculo do enxofre de equilíbrio da mistura cal e fluorita também podemos usar as Equações (2.4) e (5.5), tendo apenas que analisar a atividade da cal, por se tratar agora de uma mistura.
[S] + CaO(s) + [C] = CaS(s) + CO(g) (2.4)
∆G0 = 27500 – 27,15T (cal) (5.5)
Para isso, faremos uso da Figura 62, que apresenta a atividade da cal em mistura com fluorita a uma temperatura de 1500oC (1773K). Observa-se através desta figura, que para teores acima de 0,3% de CaO em uma mistura dessulfurante, podemos considerar aCaO = 1. Como a mistura utilizada no presente estudo apresenta uma fração molar NCaO ≈ 0,94 (92% em massa) para a cal, aCaO = 1.
Como o gusa é o mesmo do experimento anterior (aC = 1, pois está saturado em carbono) e considerando aCaS = 1(sólido puro); e PCO = 1 atm.
Temos então a mesma condição termodinâmica do experimento com adição apenas de resíduo.
Figura 62. Atividade do CaO a 1500oC, referente a CaO sólido puro.
Fonte: Verein Deutscher Eisenhüttenleute (1995).
O teor calculado de enxofre de equilíbrio (0,000997%) não é alcançado na prática devido a cinética da reação, que demandaria um longo tempo para atingí-lo, tornando o processo inviável economicamente.
Adição de Resíduo e Fluorita
Assim como para o cálculo do enxofre de equilíbrio das misturas anteriores, para a mistura resíduo e fluorita também foram usadas as Equações (2.4) e (5.5), variada apenas a análise da atividade da cal.
[S] + CaO(s) + [C] = CaS(s) + CO(g) (2.4)
∆G0 = 27500 – 27,15T (cal) (5.5)
De acordo com a Figura 63, que apresenta os valores da atividade da cal em uma escória CaO-MgO-SiO2, que é o caso em questão, nota-se que o valor da atividade da cal neste sistema (NCaO = 0,63; NMgO = 0,32; NSiO2 = 0,05), encontra-se fora da área calculada, o que impede a determinação de seu valor.
Considerando a atividade como sendo a mais próxima da região onde foi determinado o ponto de composição da escória, temos aCaO = 0,6, que é um valor menor que a atividade real do CaO na mistura, a qual é próxima de 1.
Desenvolvendo os cálculos com aCaO = 0,6 e fazendo as mesmas considerações anteriores, ou seja, aC = 1 (gusa saturado em carbono), PCO = 1 atm e aCaS = 1 (sólido puro), tem-se então:
K = 1/(0,6.hS) 278,88 = 1/(0,6hS) hS = 5,98 . 10-3 Substituindo fS e hS na Equação 5.1, chega-se a:
Figura 63. Atividade do CaO e MgO no sistema CaO-MgO-SiO2 a 1600oC.
Fonte: Turkdogan (1983)
Adição de Cal e Barrilha ou Resíduo e Barrilha
Assim como para o cálculo do enxofre de equilíbrio das misturas anteriores, para as misturas CB e RB também foram usadas as Equações (2.4) e (5.5), variando apenas a análise da atividade da cal.
[S] + CaO(s) + [C] = CaS(s) + CO(g) (2.4)
∆G0 = 27500 – 27,15T (cal) (5.5)
Mesmo variando aCaO de 0,1 a 0,9 e fazendo os mesmos cálculos feitos para a mistura RF, encontramos valores de %Seq menores que os obtidos nos experimentos deste estudo, exceto para aCaO = 0,1. Os resultados são apresentados na Tabela 23.
Tabela 23. Enxofre de equilíbrio para diferentes atividades de CaO.
aCaO hS %Seq 0,1 0,03586 0,00996 0,2 0,01793 0,00498 0,3 0,01195 0,00332 0,4 0,00896 0,00249 0,5 0,00717 0,00199 0,7 0,00512 0,00142 0,8 0,00448 0,00124 0,9 0,00398 0,00111
Entretanto, aCaO provavelmente não foi igual a 0,1 em nenhum dos experimentos devido a grande quantidade de CaO (mínimo de 92% das misturas) nas misturas utilizadas, o que demonstra que em nenhum experimento o teor de equilíbrio foi alcançado.
Balanço de Massa
Conhecendo-se as análises do ferro-gusa e escória também é possível calcular o teor de enxofre de equilíbrio através de um balanço de massa, como realizado por Ribeiro, Quintão e Cruz (2008).
A partição de enxofre entre gusa e escória no equilíbrio é apresentada na Equação (5.7). Explicitando PS e sabendo-se que LS = [CS`.(fS / hO)], chega-se a Equação (5.8). (%ܵ) [%ܵ] ൘ = [(%ܵ)+ ൭ܲௌൗܲ௦൱ .100] [%ܵ]− ൭ܲௌൗ ൱ .100ܲ ൚ (5.7) PS = ൭ܥௌ`. ݂ௌ ℎை ൗ . [%ܵ]− (%ܵ)൱ 100. ൙ ൭1 ܲൗ ௦+ ܥௌ`. ݂ௌ ℎை ൗ . 1 ܲൗ ൱ (5.8) Onde:
PS = peso de enxofre que passa do metal à escória; Pesc = peso da escória;
PC = peso da corrida;
[%S]0 = teor inicial de enxofre no gusa; e (%S)0 = teor inicial de enxofre na escória.
Considerando (%S)0 = 0 e conhecendo as outras variáveis já calculadas nos itens anteriores, pode-se encontrar PS para cada mistura e, consequentemente, o teor de enxofre de equilíbrio.
Para o experimento usando apenas CaO a Equação (5.7) fica da seguinte maneira:
PS= ൭7,767.3,601 0,001
ൗ . 0,03 − 0൱
100 1 9,62ൗ + 7,767.3,601 0,001ൗ . 1 1000ൗ ൩
൚
É importante observar que para facilitar os cálculos, Pesc foi considerado 9,62 kg/ton (item 4.3) e PC = 1000 kg. Assim, PS = 0,299 kg/ton de gusa.
Como o teor inicial de enxofre no gusa, [%S]0 = 0,03%, e o peso de enxofre que passa do metal à escória, PS = 0,299 kg/ton de gusa, o teor de enxofre de equilíbrio é:
%Seq = 0,03 – [(0,299/1000).100] = 0,000111
O teor de equilíbrio é ainda menor que o valor encontrado anteriormente, o que mais uma vez comprova que o equilíbrio não foi alcançado nos experimentos.
Realizando os mesmos cálculos para as outras misturas, tem-se os resultados mostrados na Tabela 24, obtendo-se teores menores que os calculados anteriormente.
Tabela 24. Enxofre de equilíbrio para cada mistura a partir do balanço de massa.
Mistura %Seq CF 0,000102 CB 0,000110 R 0,000119 RF 0,000118 RB 0,000103
Pela análise da Tabela 24 nota-se que o teor enxofre de equilíbrio é menor à medida que se aumenta CS da mistura dessulfurante entre os experimentos feitos com Cal e os feitos com resíduo. Uma exceção é o experimento feito com CF, que o menor valor de CS entre as misturas utilizando cal, e teve o menor valor de enxofre de equilíbrio. Isto correu por que o ferro gusa usado neste experimento teve um menor teor de enxofre inicial.
5.8.4 Cálculo de k
A partir da Equação (2.45), é possível calcular o coeficiente de transferência de enxofre (k). Então, substituindo valores nesta equação chega-se aos valores de k apresentados na Tabela 25.
Tabela 25. Coeficiente de transferência de enxofre para cada experimento.
Reagentes Coef. de transferência de enxofre : k (10-3
/s) k médio
(10-3/s) ηS (%)
5min 10min 15min 20min 30min
C (sem ag.) 19,760 7,046 14,883 - -3,789 5,684 16,67 CF (sem ag.) 14,878 7,876 8,199 8,549 4,465 8,072 23,21 R (sem ag.) - 7,048 7,305 7,582 - 3,656 10,84 RF (sem ag.) 22,767 16,758 8,937 19,170 5,161 12,992 32,14 C (1200) 21,155 7,580 7,878 - 8,377 8,894 23,33 CF (1200) 16,074 36,635 21,186 - 25,294 20,747 46,15 CB (1200) 91,778 5,365 5,513 23,710 6,500 23,228 50,00 R (1200) 6,808 7,050 - 14,887 3,941 6,104 16,67 RF (1200) 29,815 25,696 - 40,374 18,364 22,102 48,28 RB (1200) 110,594 28,833 - - 8,071 25,928 53,85 RF (1800) 70,650 61,523 31,114 58,200 41,213 50,652 77,78
Através dos valores de (k) médio também é possível notar a grande influência do transporte de massa no teor de enxofre final, podendo-se observar, pelos resultados mostrados na Tabela 25, que a agitação aumenta o valor de k, assim como o grau de dessulfuração. A mistura RF, por exemplo, teve esse coeficiente aumentado, do experimento sem agitação para o com agitação de 1200rpm, de 12,992 x 10-3/s para 22,102 x 10-3/s e este último valor mais que dobrado com um aumento da agitação para 1800rpm (22,102 x 10-3/s para 50,652 x 10-3/s).
Pela análise desta tabela, nota-se que outro fator que aumenta o coeficiente de transferência de massa do enxofre, além da agitação do banho, é a quantidade de fase líquida, e consequentemente, a viscosidade da escória.
Pode-se observar também que as misturas RB e CB obtiveram maiores valores de (k) que as misturas feitas com RF e CF (25,928 x 10-3/s e 23,228 x 10-3/s contra 22,102 x 10-3/s e 20,747 x 10-3/s, respectivamente). Através destes resultados é possível afirmar que a barrilha favorece mais a cinética da dessulfuração, através do aumento do coeficiente de transferência de enxofre (k), que a fluorita. Este resultado é um indicativo, que a barrilha proporciona uma maior quantidade de fase líquida ou uma menor viscosidade da mistura que a fluorita.
Os valores de k conseguidos neste estudo estão de acordo com os apresentados por Ghosh (2001), que relata valores entre 3 x 10-3/s e 15 x 10-3/s para um processo de dessulfuração com emulsificação.
Substituindo-se na Equação (2.42) o coeficiente de transferência médio e o teor de enxofre de equilíbrio calculado no item anterior para cada experimento, chega-se às Equações (5.9) a (5.19), conforme Tabela 26, através das quais é possível calcular a
velocidade de dessulfuração (d|S|/dt) para cada mistura, conforme apresentado na Tabela 27.
-d|S|/dt = k(|S| - |S|e) (2.42)
Tabela 26. Equações da velocidade de dessulfuração por experimento.
Mistura Equações (-dS/dt = %/s) C (sem agitação) -dS/dt = 0,005684 . ([%S] - [0,000111]) (5.9) CF (sem agitação) -dS/dt = 0,008072 . ([%S] - [0,000102]) (5.10) R (sem agitação) -dS/dt = 0,003656 . ([%S] - [0,000110]) (5.11) RF (sem agitação) -dS/dt = 0,012992 . ([%S] - [0,000112]) (5.12) C (1200rpm) -dS/dt = 0,008894 . ([%S] - [0,000111]) (5.13) CF (1200rpm) -dS/dt = 0,020747 . ([%S] - [0,000102]) (5.14) CB (1200rpm) -dS/dt = 0,023228 . ([%S] - [0,000110]) (5.15) R (1200rpm) -dS/dt = 0,006104 . ([%S] - [0,000119]) (5.16) RF (1200rpm) -dS/dt = 0,022102 . ([%S] - [0,000118]) (5.17) RB (1200rpm) -dS/dt = 0,025928 . ([%S] - [0,000103]) (5.18) RF (1800rpm) -dS/dt = 0,050652 . ([%S] - [0,000118]) (5.19)
Pela Tabela 27, pode-se observar que as maiores velocidades de dessulfuração foram encontradas nos experimentos que obtiveram maiores valores de (k), mesmo que os valores de (S – Se) fossem menores. Estes resultados reforçam a preponderância do transporte de massa sobre o termo (S – Seq) na dessulfuração de ferro gusa e aço. Os cálculos de (|S| - |S|e) a cada instante são mostrados no ANEXO II.
Tabela 27.Velocidade de dessulfuração média por experimento.
Mistura -dS/dt C (sem agitação) -0,000181(%/s) CF (sem agitação) -0,000225(%/s) R (sem agitação) -0,000106(%/s) RF (sem agitação) -0,000362(%/s) C (1200rpm) -0,000266(%/s) CF (1200rpm) -0,000537(%/s) CB (1200rpm) -0,000694(%/s) R (1200rpm) -0,000182(%/s) RF (1200rpm) -0,000638(%/s) RB (1200rpm) -0,000671(%/s) RF (1800rpm) -0,001362(%/s)
6 CONCLUSÕES
Através dos resultados dos experimentos realizados podemos chegar às seguintes conclusões:
- As adições de Cal e Resíduo puros apresentaram os piores graus de dessulfuração deste estudo, sendo que o resíduo puro foi pior que a Cal pura. Isto ocorreu porque na ausência de fluorita, a etapa controladora não é o transporte de massa do enxofre do metal até a interface com o Cal, e sim o transporte de massa do enxofre através da camada de CaS sólida que se forma em volta das partículas de Cal; - Os maiores graus de dessulfuração obtidos nos experimentos com agitação (23,33% da Cal e 16,67% do Resíduo), em relação aos experimentos sem agitação (16,67% do Cal e 10,34% do Resíduo),ocorreram devido a uma melhor dispersão das partículas sobre o banho, fazendo com que mais partículas do material dessulfurante entrassem em contato com o banho e reagissem, aumentando o grau de dessulfuração do banho;
- As adições de CF e RF conseguiram maiores graus de dessulfuração, tanto nos experimentos sem agitação (23,21% CF e 32,14% RF), como nos experimentos com agitação (46,15% CF e 48,28% RF), pois com a adição de fluorita, não ocorre a formação da camada sólida de CaS;
- O maior grau de dessulfuração obtido com a mistura RF com relação à CF pode ser atribuído a existência de sílica no resíduo no teor de 3,3%, que juntamente com a fluorita, agem no sentido de aumentar a quantidade de fase líquida, aumentando a dissolução do CaS;
- A presença de sílica em misturas dessulfurantes em teores próximos ao do presente trabalho, em torno de 3,3%, favorece a dessulfuração;
- As adições de CB e RB apresentaram maiores graus de dessulfuração que os obtidos com as misturas com fluorita (50,00 e 53,85%, respectivamente). Este fato se deve também à maior quantidade de fase líquida presente nas misturas com barrilha, aliado à maior capacidade de sulfeto destas misturas;
- Um aumento de 50% na rotação do agitador (de 1200 para 1800rpm) provocou um aumento de 29,5% na dessulfuração (de 48,28% para 77,78%), tendo o experimento com 1800rpm o melhor resultado deste estudo;
- As misturas RB e CB obtiveram maiores valores de (k) que as misturas feitas com RF e CF (25,928 x 10-3/se 23,228 x 10-3/s contra 22,102 x 10-3/se 20,747 x 10-3/s, respectivamente). Portanto a barrilha é mais eficiente na dessulfuração que a fluorita;
- As misturas que obtiveram os maiores valores de (k), que foram as de RB com rotação de 1200 e RF com uma rotação de 1800 rpm, (k= 25,928 x 10-3/se50,652x 10-3/s, respectivamente) foram as que também apresentaram maiores graus de dessulfuração, mesmo não sendo as de maiores CS;
- Na dessulfuração, ocorre a prevalência do transporte de massa sobre o teor de enxofre de equilíbrio;
Finalmente, diante do exposto neste estudo, o resíduo de mármore em mistura principalmente com a barrilha, mas também com a fluorita, reúne características interessantes tanto do ponto de vista termodinâmico, como cinético à sua utilização no processo de dessulfuração de ferro-gusa no pré-tratamento da Aciaria.
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