Fundamentos e roteiro da caracterização de materiais por DRX/MEV-EDS e aplicação destas técnicas em um estudo de caso: finos de uma liga FeCrAC e os produtos do seu processamento químico.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sampaio, Maybi Fálker
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11727
Resumo: Every metallurgical process is associated with the production of wastes. These, for environmental and economic reasons must be recycled. For example, the production of FeCr alloys, which are relevant for the stainless steel industry, results in a significant amount of fine sized particles containing significant quantities of Cr and C. A possible route for the recycling of such industrial waste consists in using combined pyro and hydrometallurgical processes for Cr extraction. The present work focuses on presenting a guide of the methodology used to perform the characterization of the mentioned powder residue, by X-ray diffraction (XRD) for phase determination by Rietveld Method, scanning electron microscopy (SEM) for the study of particle morphology, as well as the semiquantitative evaluation of the major elements composition through energy dispersive spectroscopy (EDS). Moreover, in order to illustrate the applicability of the diverse characterization techniques used for giving support to a pyro and hydrometallurgical Cr extraction process design, both intermediate, as well as final material produced were studied. The results show that the raw material consists mainly of carbides (42.5% Cr7C3 and 20.4% Fe7C3), the intermediate material (filtered) by Fe and Mn oxides (33.96% Fe2O3, 12.56% FeO and 34.06% MnO2), and the final material by clusters of spherical geometry entirely composed of a single phase (100% Cr2O3), that give support to the high selectivity achieved during extraction, thereby resulting in a final product of high purity.
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For example, the production of FeCr alloys, which are relevant for the stainless steel industry, results in a significant amount of fine sized particles containing significant quantities of Cr and C. A possible route for the recycling of such industrial waste consists in using combined pyro and hydrometallurgical processes for Cr extraction. The present work focuses on presenting a guide of the methodology used to perform the characterization of the mentioned powder residue, by X-ray diffraction (XRD) for phase determination by Rietveld Method, scanning electron microscopy (SEM) for the study of particle morphology, as well as the semiquantitative evaluation of the major elements composition through energy dispersive spectroscopy (EDS). Moreover, in order to illustrate the applicability of the diverse characterization techniques used for giving support to a pyro and hydrometallurgical Cr extraction process design, both intermediate, as well as final material produced were studied. The results show that the raw material consists mainly of carbides (42.5% Cr7C3 and 20.4% Fe7C3), the intermediate material (filtered) by Fe and Mn oxides (33.96% Fe2O3, 12.56% FeO and 34.06% MnO2), and the final material by clusters of spherical geometry entirely composed of a single phase (100% Cr2O3), that give support to the high selectivity achieved during extraction, thereby resulting in a final product of high purity.Processos metalúrgicos estão frequentemente associados à produção de resíduos. Estes, por razões ambientais e econômicas devem ser reciclados. Por exemplo, a produção de ligas FeCr, essencial para a indústria de aço inoxidável, resulta em uma quantidade significativa de finos , partículas de granulometria reduzida que contêm quantidades apreciáveis de cromo e carbono. Uma possível rota para a reciclagem desses resíduos industriais consiste em utilizar processos combinados piro e hidrometalúrgicos para a extração do Cr contido. O presente trabalho tem como foco apresentar um roteiro da metodologia empregada para realizar a caracterização dos mencionados finos, por difração de raios X (DRX) para a determinação da quantificação de fases via Método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura (MEV) para o estudo da morfologia das partículas, bem como a avaliação semi-quantitativa de composição dos elementos majoritários através de espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Além disso, a fim de ilustrar a aplicabilidade das técnicas de caracterização utilizadas para dar suporte ao desenvolvimento desse processo de extração do Cr, tanto materiais intermediários, bem como o material final produzido foram estudados. Os resultados mostram que a matéria-prima é constituída basicamente por carbetos (42,5% Cr7C3 e 20,4% Fe7C3), o material intermediário (filtrado) por óxidos de Fe e Mn (33,96% Fe2O3, 12,56% FeO e 34,06% MnO2), e o material final por aglomerados de geometria esférica constituído inteiramente por uma única fase de óxido de cromo (100% Cr2O3), o que comprova a alta seletividade obtida durante o experimento, resultando assim em um produto final de elevada pureza.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:19Z No. of bitstreams: 1 Maybi Falker Sampaio.pdf: 5732667 bytes, checksum: fe8ef618355cec068514798665fb6c45 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:19Z (GMT). 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