Ustulação

Ustulação é um processo químico utilizado na metalurgia que consiste em aquecer um sulfeto na presença de gás de oxigênio, conhecido também como "queima de sulfeto", geralmente aplicado para obtenção de metais como: chumbo, cobre, prata, zinco e mercúrio, em minérios com teor elevado de enxofre, antimônio e arsénio.

A ustulação de sulfetos cujo cátion vem de um metal de baixa eletropositividade (metal nobre) dá origem a esse metal. Já os sulfetos de metais de alta eletropositividade dá origem ao óxido metálico (ustulação oxidativa). Em ambos processos ocorre o desprendimento de gases tóxicos, como dióxido de enxofre e trióxido de arsênio.

É a queima de sulfetos em laboratórios pode ser realizada com maçarico. Em grande escala se dá em fornos especiais com passagem de corrente de ar quente.

Processos de ustulação

Ustulação redutiva

A redução dos sulfetos metálicos aos metáis elementares (MenSm → Me) ocorre em dois passos: primeiramente dois terços dos sulfetos metálicos são convertidos em óxidos, na presença de oxigênio (O2). No segundo processo ocorre o aquecimento sem oxigênio, através do qual o sulfeto metálico restante reage com o óxido metálico resultando no metal elementar e outros dióxido de enxofre.

A redução também pode ser realizada através de carbono ou monóxido.

Exemplos

  • Produção de chumbo a partir do minério galena (sulfeto de chumbo(II)):
3   P b S + 3   O 2 ⟶ P b S + 2   P b O + 2   S O 2 {\displaystyle \mathrm {3\ PbS+3\ O_{2}\longrightarrow PbS+2\ PbO+2\ SO_{2}} } (ustulação)
P b S + 2   P b O ⟶ 3   P b + S O 2 {\displaystyle \mathrm {PbS+2\ PbO\longrightarrow 3\ Pb+SO_{2}} } (redução)
Redução alternativa, com a adição de carbono:
2   P b O + C ⟶ 2   P b + C O 2 {\displaystyle \mathrm {2\ PbO+C\longrightarrow 2\ Pb+CO_{2}} } (redução)
  • Obtenção do cobre a partir do sulfeto de cobre(I):
3   C u 2 S + 3   O 2 ⟶ 6   C u + 3   S O 2 {\displaystyle \mathrm {3\ Cu_{2}S+3\ O_{2}\longrightarrow 6\ Cu+3\ SO_{2}} }
  • Sendo deste modo também possível a obtenção, por exemplo, de mercúrio a partir do seu sulfeto sulfeto de mercurio.
  • Também antimônio e bismuto podem ser obtidos a partir da ustulação redutiva, utilizando-se os os minerais sulfídricos correspondentes.

Ustulação oxidativa

Exemplos

  • Oxidação da pirita resultante em óxido de ferro(III) e dióxido de enxofre:
: 4   F e S 2 + 11   O 2 ⟶ 2   F e 2 O 3 + 8   S O 2 {\displaystyle \mathrm {4\ FeS_{2}+11\ O_{2}\longrightarrow 2\ Fe_{2}O_{3}+8\ SO_{2}} }
O óxido de ferro (III) é então reduzido em alto-forno ao ferro metálico e o dióxido de enxofre pode ser reutilizado na fabricação de ácido sulfúrico.

Referências

  • A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: 'Lehrbuch der Anorganischen Chemie'. 101a edição, Editora de Gruyter, Berlim 1995, ISBN 3-11-012641-9. Página 1321. (Em alemão);
  • Verbete "Rösten". In: Römpp Online. Editora Georg Thieme, visitado 20/06/2014. (Em alemão).

Ver também

Ligações externas

  • Nestor Cezar Heck (DEMET/UFRGS), Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos - USTULAÇÃO
  • Brasil Escola, Reação inorgânica de ustulação
  • Verbete "ustulação", no Dicionário online Priberam