Some kinetics aspects of chlorine-solids reactions

Abstract

The present paper describes detailed kinetics investigations on some selected chlorine-solid reactions through thermogravimetric measurements. The solids studied in this article include chemical pure oxides and sulfides as well as their natural bearing materials. The chlorinating agents employed are gaseous mixtures of Cl2+N2 (chlorination), Cl2+O2 (oxychlorination), and Cl2+CO (carbochlorination). Results are presented as effects of various parameters on the reaction rate of these solids with these chlorinating agents. It was observed that the reactivity of these solids towards different chlorinating agents varied widely. Sulfides could be chlorinated at room temperature, while carbochlorination of chromium (III) oxide was possible only above 500 °C. The variation of the chlorination rate of these complex materials with respect to gas velocity, composition and temperature enabled us to focus some light on the plausible reaction mechanisms and stoichiometries. The obtained results were used for selective removal of iron from chromite concentrates, extraction of valuable metals from sulfide materials, purification of MgO samples, etc.

Este trabajo describe detalladas investigaciones cinéticas en algunas reacciones seleccionadas de cloro-sólido a través de medidas termogravimétricas. Los sólidos estudiados en este artículo incluyen óxidos químicos puros y sulfuros, así como sus materiales naturales de soporte. Los agentes de cloración empleados son mezclas de gases de Cl2+N2 (cloración), Cl2+O2 (oxicloración) y Cl2+CO (carbocloración). Los resultados se presentan como efecto de varios parámetros en el porcentaje de reacción de estos sólidos con los agentes de cloración. Se ha observado que la reactividad de estos sólidos a través de diferentes agentes de cloración varía ampliamente. Los sulfuros se pudieron clorar a temperatura ambiente mientras que la carbocloración del óxido de cromo (III) sólo fue posible por encima de los 500 °C. La variación del porcentaje de cloración de estos materiales complejos con respecto a la velocidad del gas, composición y temperatura permitió arrojar alguna luz en los posibles mecanismos de reacción y estequiometrías. Los resultados obtenidos se han usado para la eliminación selectiva del hierro de concentrados de cromo, extracción de metales valiosos de materiales sulfhídricos, purificación de muestras de MgO, etc.