Descomposicionestudio De La Descomposicion Termica De Sulfatos De Hierro

ESTUDIO DE LA DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DE SULFATOS DE HIERRO
ALMA ANGELINA FÉLIX BALDERRAMA, VÍCTOR M. SÁNCHEZ CORRALES Y MANUEL PÉREZ TELLO
Departamento de Ingenieria Quimica y Metalurgia, Universidad de Sonora, Blvd. Luis Encinas y Rosales S/N, Col. Centro, Hermosillo, Sonora, México.
vsanchez@iq.uson.mx

RESUMEN

Se ha sugerido que la utilización de hematita (Fe2O3) generada in situpermite la eliminación del arsénico contenido en algunos materiales de acuerdo con la reacción:
As2O3 (g) + Fe2O3 (s) + O2 (g) = 2FeAsO4 (s)
Para la generación de Fe2O3 se ha utilizado la descomposición térmica de sulfato ferroso (FeSO4) y sulfato férrico [Fe2(SO4)3]. Por esta razón, resulta interesante conocer el comportamiento de dichos sulfatos cuando son sometidos a altas temperaturas. En estetrabajo se presentan los resultados obtenidos en el estudio de la descomposición térmica del sulfato férrico utilizando las técnicas de análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los resultados de esta investigación indican que la formación de hematita aparentemente se presenta en un intervalo de temperatura de 853-973K sin que se detecte la formación deproductos intermedios. Adicionalmente, no se observan diferencias importantes al trabajar en atmósfera de aire o de nitrógeno.

Palabras clave: descomposición térmica, sulfato férrico, hematita

A STUDY ON THE DECOMPOSITION OF IRON SULFATES

ABSTRACT

It has been suggested that hematite (Fe2O3) generated in situ may be used to eliminate the arsenic content in certain materials, according to thefollowing reaction:
As2O3 (g) + Fe2O3 (s) + O2 (g) = 2FeAsO4 (s)
For Fe2O3 generation, the thermal decomposition of ferrous (FeSO4) and ferric sulfates [Fe2(SO4)3] has been used. For this reason, it is interesting to observe the behavior of these sulfates when subjected to high temperatures. In this work, results of a thermal decomposition study of ferric sulfate are presented, usingthermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The results indicate that the formation of hematite apparently occurs in the 853-973K temperature range, without the detection of intermediate products. Additionally, no important differences were observed with air or nitrogen atmospheres.

Keywords: thermal decomposition, ferric sulfate, hematite.

INTRODUCCIÓN

Es conocidoque el arsénico representa un serio problema en la industria extractiva de diversos metales por sus implicaciones ambientales. Por esta razón se investiga continuamente la manera de eliminarlo en forma de compuestos estables. La eliminación de arsénico de algunos materiales es posible, utilizando hematita (Fe2O3) de acuerdo con la reacción:

As2O3 (g) + Fe2O3 (s) + O2 (g) = 2FeAsO4 (s)[1]

Esta reacción ha sido estudiada por Balladares (2004) quien encontró que aún usando partículas de hematita (Fe2O3) de tamaño <37 µm y tiempos de reacción de hasta 80 min a 1073 K, la eliminación de arsénico de la fase gaseosa es inferior al 9%, aún con presiones parciales de As2O3 de 0.5 atm.

Un enfoque diferente propuesto por Wilkomirsky ycol. (2007) consiste en producir Fe2O3 in situ la cual en principio puede poseer un área superficial lo suficientemente grande para favorecer la rapidez de la reacción [1]. Para generar Fe2O3, los autores utilizaron sulfato férrico (Fe2(SO4)3) y sulfato ferroso (FeSO4), los cuales son inestables a temperaturas mayores a 973 K.

Wilkomirsky y col. (2007) reportaron que la formación de arsenatoférrico (FeAsO4) a alta temperatura a partir de trióxido de arsénico gaseoso (As2O3 (g)) y Fe2O3 formada in-situ a partir de Fe2(SO4)3 y FeSO4 ocurre con un elevado nivel de eliminación del arsénico (56%). Aunque el área superficial de la Fe2O3 obtenida a partir de la descomposición de FeSO4 es 2.5 veces menor que la correspondiente a la Fe2O3 generada mediante la descomposición térmica de...