[pt] No presente trabalho apresenta-se um estudo fluido dinâmico e cinético da ustulação de um concentrado de sulfeto de zinco a 950 Graus Celsius. Os resultados foram coletados na literatura para experimentos realizados em um reator de leito fluidizado industrial com enriquecimento do ar com oxigênio. A caracterização teórica e experimental foi realizada com as variáveis operacionais de reatores industriais. Foram levantados diagramas fluido dinâmicos teóricos (Geldart, Schytill e Grace) para a prática industrial em condições específicas. Foi observado que mudanças na temperatura, diâmetro médio da partícula, velocidade superficial do gás e tamanho do reator afetam as fronteiras dos diagramas. Os programas para caracterizar o comportamento do leito do reator foram escritos no Mathcad. Um estudo cinético foi realizado para avaliar as influências dos parâmetros temperatura, pressão parcial de O2, tamanho da partícula, massa específica da partícula e do gás fluidizante e viscosidade do gás sobre a conversão de ZnS a ZnO. Os resultados mostraram que o enriquecimento do ar com oxigênio é uma alternativa recomendável para o aumento da eficiência da conversão de concentrados de ZnS em reatores de leito fluidizado. / [en] This work presents a fluid dynamics and kinetics study of the roasting of zinc sulphide concentrates at 950 Celsius Degrees. The data were collected in the literature for experiments carried out in an industrial fluidised bed reactor with an excess of oxygen. The theoretical and experimental characterisation was conducted with the operating variables of the industrial reactor. Theoretical fluid dynamic diagrams (Geldart, Schytill and Grace) were drawn for the industrial practice at certain conditions. It was observed that, with changing temperature, mean particle diameter, gas superficial velocity and reactor size, the boundaries of the diagrams were affected. Mathcad programs to characterise the bed behaviour are presented. The kinetics was studied to evaluate the influences of the following parameters: temperature, O2 partial pressure, particle size, gas and particle densities, and gas viscosity on the conversion of ZnS to ZnO. The results effectively demonstrate that, for the oxygen enrichment employed, the conversions increased in approximately 15 percent. Therefore, the oxygen enrichment is an advisable alternative to increase the efficiency of ZnS concentrates roasting in fluidised bed reactors.

[pt] Concentrado minerais sulfetados são uma importante fonte de matérias-primas nos processos de extração de metais não-ferrosos. No que diz respeito ao cobre, estes são usualmente processados segundo um fluxograma contemplando as etapas de ustulação, fusão mática, conversão e refino. Todavia, algumas características dos concentrados podem limitar a sua aceitação nas plantas de processamento tais como: baixo teor de cobre assim como a presença de elementos ditos deletérios, como, por exemplo, o flúor e seus efeitos corrosivos sobre materiais refratários após a transformação e ácido fluorídrico; ainda que o material possua um teor do metal de interesse elevado. Dentro desse contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar o processamento químico de concentrados sulfetados de cobre com essas características a fim de entender o seu comportamento nos processos de ustulação, visando à identificação de condições que minimizem os efeitos danosos do flúor, no caso de concentrados de alto, assim como determinar uma janela operacional que possibilite a obtenção seletiva de CuSO4, no caso de concentrados de baixo teor. Para atender a esses objetivos, foi levado a efeito um estudo teórico incluindo uma breve revisão da literatura e uma apreciação termodinâmica das reações químicas mais relevantes em cada sistema reacional. O estudo experimental foi conduzido através da avaliação do efeito de variáveis específicas para cada sistema reacional. No caso particular de concentrados de alto teor contendo flúor, os experimentos contemplaram a presença, ou não, de água na atmosfera reacional ao passo que nos ensaios envolvendo concentrados de baixo teor de cobre foram levados a efeito variando a temperatura e a composição química da atmosfera reacional a partir da recirculação de parte dos produtos gasosos, como, por exemplo, o SO2. Os materiais envolvidos foram caracterizados por meio de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x. As previsões teóricas de ambos os sistemas reacionais puderam ser confirmadas na caracterização dos produtos reacionais obtidos após o processamento químico dos concentrados sulfetados de alto e baixo teor de cobre. No que tange o primeiro destes, observou-se que o flúor tende a permanecer estável na forma de fluorita quando na ausência de umidade no sistema reacional. Por outro lado, no que diz respeito ao último destes materiais, verificou-se que o reciclo de parte dos produtos gasosos do processo é responsável por uma melhora de desempenho da reação química de ustulação visando à formação seletiva de sulfato de cobre e óxido de ferro. / [en] Sulfide minerals concentrates are an important source of raw materials for non-ferrous metals extraction processes. For copper, these are usually processed through a flowchart containing the operations of roasting, matte smelting, conversion and refining. However, some concentrates characteristics may limit its acceptance in processing plants such as low copper content and the presence of deleterious elements, such as fluorine and its corrosive effects as result of its transformation into hydrofluoric acid; even if the metal content is this material is high. Within this context, this study aims to evaluate the chemical processing of sulfide concentrates with these characteristics in order to understand their roasting behavior, in order to identify conditions that minimize the fluorine harmful effects for concentrate with high copper content, and determine an operating window that allows the selective obtainment of CuSO4, for low grade concentrates. To meet these objectives, it was carried out a theoretical study including a brief review of the literature and a thermodynamics assessment of the most important chemical reactions in each reaction system. The experimental study was conducted evaluating the effect of specific variables for each reaction system. In the case of concentrates of high grade containing fluorine, the experiments contemplate the presence or absence of water in the reaction atmosphere while the tests involving the concentrate with low copper content were carried out by varying the temperature and the chemical composition of the atmosphere, recirculating part of the gaseous products, like SO2. The materials were characterized by scanning electron microscopy and x-ray diffraction. The theoretical predictions of both reaction systems could be confirmed in the characterization of the reaction products obtained after the chemical processing of sulfide concentrates of high and low copper content. In what touches the former, it was observed that fluorine tends to remain stable as fluorite in the absence of moisture within the reaction system. On the other hand, regarding the latter material, it was found that the part of recycled gaseous products of the process are responsible for a performance improvement of the roasting reaction focused on the selective formation of copper sulfate and iron oxide.