Estudo da lixiviação de um concentrado de zinco

Neste trabalho estudou-se a lixiviação em meio sulfúrico do zinco e outros metais de valor de um concentrado zinco, tendo-se realizado ensaios de lixiviação à pressão atmosférica e em autoclave. Nos estudos de lixiviação utilizou-se o ião férrico (sulfato férrico) como agente oxidante e avaliaram-se os efeitos de diversas variáveis como a razão sólido/líquido, concentração do ião Fe (III), temperatura, a pressão de oxigénio e a presença de enxofre elementar na eficiência da lixiviação. Os ensaios de lixiviação em autoclave sob pressão de oxigénio foram realizados para verificar o efeito da manutenção da quantidade de Fe (III) na lixívia, por oxidação do Fe(II) com oxigénio. Os resultados obtidos mostraram que à pressão atmosférica para uma razão sólido/líquido de 5% foi possível lixiviar no máximo 59% de zinco e 22% de cobre com solução de 0,25 M de Fe2(SO4)3 e 0,50 M de H2SO4 em 2 horas a 60ºC e com uma razão sólido/líquido de 5% foi possível lixiviar no máximo 65% de zinco e 23% de cobre com uma solução de 0,5 M de Fe2(SO4)3 e 0,25 M de H2SO4 em 2 horas a 80ºC. Efectuar a lixiviação do concentrado de zinco sobre pressão de oxigénio permitiu aumentar a cinética da reacção de lixiviação, tendo sido possível lixiviar 97% de zinco e 48% do cobre em 2 horas de lixiviação com uma solução de 0,25 M Fe2(SO4)3 e 0,5 M H2SO4 a 95 ºC e a 6 bar de pressão de oxigénio (à entrada do reactor) com uma razão sólido/líquido de 5%. Utilizando razão sólido/líquido de 10 % foi possível lixiviar 93% de zinco e 54% do cobre com uma solução de 0,50 M Fe2(SO4)3 e 1,25 M H2SO4 a 95 ºC e a 6 bar de pressão de oxigénio, e para uma razão sólido/líquido de 20 % foi possível lixiviar 84% de zinco e 39% do cobre com uma solução de 0,11 M Fe2(SO4)3 e 2,00 M H2SO4 a 95 ºC e a 10 bar de pressão. As análises de difracção de Raios X efectuados aos resíduos de lixiviação revelaram que o enxofre era maioritariamente oxidado a enxofre elementar. Assim, para um dos ensaios de lixiviação em autoclave, verificou-se que a remoção com tetracloreto de carbono do enxofre elementar formado num primeiro andar de lixiviação (s/l=20%, 0,11 M Fe2(SO4)3 e 2,00 M H2SO4 a 95 ºC e a 10 bar de pressão) permitia aumentar a percentagem de zinco no segundo andar de 42 para 68%. Por último, o estudo do efeito da temperatura permitiu calcular como base nas velocidades iniciais do zinco a energia de activação para a lixiviação do zinco que foi de 39 ± 1.40 kJ/mol para a lixiviação em autoclave e de 38 ± 1.40 kJ/mol para a lixiviação à pressão atmosférica, o que é indicativo do controlo reaccional.

Hexanuclear and undecanuclear iron(III) carboxylates as catalyst precursors for cyclohexane oxidation

Two multinuclear complexes [Fe-6(mu(3)-O)(2)(mu(4)-O-2)L-10(OAc)(2)(H2O)(2)]center dot 2.625Et(2)O center dot 2.375H(2)O (1) and [(Fe11Cl)-Cl-III-(mu(4)-O)(3)(mu(3)-O)(5)L-16(dmf)(2.5)(H2O)(0.5)]center dot Et2O center dot 1.25dmf center dot 3.8H(2)O (2), where HL = 3,4,5-trimethoxybenzoic acid and dmf = dimethylformamide, have been prepared from trinuclear iron(III) carboxylates via their structural rearrangement in dimethylformamide or diethyl ether-dimethylformamide 9:1, respectively, and slow vapor diffusion of diethyl ether into the reaction mixture. Both compounds have been characterized by X-ray diffraction, optical, Mossbauer spectroscopy, and magnetic measurements. Complex 1 possesses a hexanuclear ferric peroxido-dioxido {Fe-6(O-2)(O)(2)}(12+) core unit, which adopts a recliner conformation, while complex 2 contains an unprecedented {Fe11O8Cl}(16+) core, in which 9 ferric ions are six-coordinate and the remaining two are five-coordinate. Another structural feature of note of the undecanuclear core is the presence of a deformed cubane entity {Fe-4(mu(3)-O)(mu(4)-O)(3)}(4+). Both complexes act as catalyst precursors for the oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone with aqueous H2O2, in the presence of pyrazinecarboxylic acid. Remarkable TONs and TOFs (the latter mainly for 1) with concomitant quite good yields have been achieved under mild conditions. Moreover, 1 exhibits remarkably high activity in an exceptionally short reaction time (45 min), being unprecedented for any metal catalyzed alkane oxidation by H2O2. The catalytic reactions proceed via Fenton type chemistry.