Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/doi/10.4322/2176-1523.20191424
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

KINETIC STUDY UNDER NON-ISOTHERMAL CONDITION FOR SILICON PURIFICATION

ESTUDO CINÉTICO EM CONDIÇÕES NÃO ISOTÉRMICAS PARA PURIFICAÇÃO DE SILÍCIO

Rodrigo Ramos Silva, Willian Boneli De Almeida, Rozineide Aparecida Antunes Boca Santa, Elídio Angioletto, Humberto Gracher Riella

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Abstract

This study aims to evaluate the process of acid leaching, in HCl, for purification of silicon metal, obtained by magnesiothermic reduction of silica and promote greater removal of impurities. The reaction product formed is a powder which is physically and/or chemically bound, with approximately 75% of MgO and approximately 25% of silicon metal, among other elements. Acid leaching is an technique used in the solubilization of oxides by an acid solvent. The silicon metal with purities up to 94% can be obtained in one step. Thus, it has been tested the effect of the following concentration of hydrochloric acid HCl (1, 2, and 3 M), temperature (50, 65, and 80º C) and time (60, 90 and 120 min). The leaching kinetics was studied under non-isothermal condition. After the treatments, it was shown that concentration is the main effect of leaching. In some analyses, it was possible to convert up to 76%, i.e., 99.66% of MgO has been extracted.

Keywords

Kinetics; Non-isothermal condition; Magnesiothermic; Silicon.

Resumo

Este trabalho teve como objetivo avaliar o processo de lixiviação ácida em HCl para remoção de impurezas e purificação de silício metálico obtido por redução magnesiotérmica de sílica. O produto de reacção formado é um pó que está fisicamente e/ou quimicamente ligado, com cerca de 75% de MgO e aproximadamente 25% de silício metálico, entre outros elementos. A lixiviação ácida é uma técnica utilizada na solubilização de óxidos por um solvente ácido. O silício metálico com purezas até 94% pode ser obtido em uma etapa. Assim, foi testado o efeito da seguinte concentração de ácido clorídrico HCl (1, 2 e 3 M), temperatura (50, 65 e 80º C) e tempo (60, 90 e 120 min). A cinética de lixiviação foi estudada sob condições não-isotérmicas. Após os tratamentos, foi demonstrado que a concentração é o principal efeito da lixiviação. Em algumas análises, foi possível converter até 76%, isto é, 99,66% de MgO foram extraídos.

Palavras-chave

Cinética; Condições não-isotermicas; Silício; Magnesiotérmica.

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