[Hidrometalurgia] Aula 20 - Metalurgia do Zircônio

[Hidrometalurgia] Aula 20 - Metalurgia do Zircônio

(Parte 1 de 3)

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Introdução

O zircônio (do francês zircon, zircão) é um elemento químico de símbolo Zr de número atômico 40 (40 prótons e 40 elétrons) e de massa atómica igual a 91 u.

À temperatura ambiente, o zircônio encontrase no estado sólido.

Está situado no grupo 4 ( IVB ) da classificação periódica dos elementos.

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Introdução

Foi descoberto em 1789 pelo alemão Martin Heinrich Klaproth.

É um metal duro, resistente a corrosão, utilizado principalmente no revestimento de reatores nucleares.

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Propriedades

Age no aço, como dessulfurante, desoxidante

tenacidade do mesmo

e desnitrificante, aumenta a dureza e a

É um metal material branco acinzentado brilhante e muito resistente a corrosão.

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Propriedades

É mais leve que o aço com uma dureza similar ao cobre.

Quando está finamente dividido pode arder espontaneamente em contato com a atmosfera o ar reage antes com o nitrogênio que com o oxigénio , especialmente a altas temperaturas.

Os seus estados de oxidação mais comuns são +2, +3 e +4.

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Propriedades

Resiste ao ataque dos álcalis, dos ácidos

pelo HF

nítrico, sulfúrico e clorídrico, mas é atacável

Combina-se com cloro em temperaturas moderadas.

Sua mais importante propriedade é a transparência aos nêutrons, daí sua mais importante aplicação, na área nuclear.

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Propriedades

É também, quando usado nos reatores nucleares, altamente resistente à corrosão frente ao meio refrigerante.

Mantém ou tem suas propriedades mecânicas melhoradas, pelo bombardeamento de nêutrons.

Não sofre transformação alotrópica gerando produtos indesejáveis.

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Propriedades

O zircônio ou sua liga principal o zircalloy

(contendo aproximadamente 14% de Sn; dilata e contrai, conforme a alternância de temperatura de maneira compatível com as pastilhas cerâmicas de UO2, colocadas, como combustível, no interior de tubos deste metal.

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Propriedades

Por ser um excelente absorvedor de gases,

ampôlas e válvulas

entre 500ºC e 900ºC, é muito usado em

O Zr poderia ser usado como refratário para fornos, pois tem alto ponto de fusão, baixo coeficiente de expansão, baixa condutividade elétrica, baixa condutividade térmica e alta resistência à corrosão por escórias, entretanto ele é muito nobre para tal emprego.

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Propriedades

Quanto à corrosão na água (fervente ou pressurizada) o zircônio (ou zircalloy) se comporta formando inicialmente um óxido

escuro, de ZrO2, aderente e protetor

Zr + 2H2O ZrO2 + 2H2

O hidrogênio formado dissolve-se parcialmente no zircônio, formando uma solução sólida até o limite de 50ppm, a partir daí começa a formar hidreto (ZrH2) que sendo frágil, pode-se destacar do metal.

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Propriedades

A presença de tensões aumenta grandemente a velocidade de corrosão.

Superfície original

(Zircônio Hexagonal compacto)

Superfície oxidada

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