Ustulação

Ustulação é um processo químico utilizado na metalurgia que consiste em aquecer um sulfeto na presença de gás de oxigênio, conhecido também como "queima de sulfeto", geralmente aplicado para obtenção de metais como: chumbo, cobre, prata, zinco e mercúrio, em minérios com teor elevado de enxofre, antimônio e arsénio.

A ustulação de sulfetos cujo cátion vem de um metal de baixa eletropositividade (metal nobre) dá origem a esse metal. Já os sulfetos de metais de alta eletropositividade dá origem ao óxido metálico (ustulação oxidativa). Em ambos processos ocorre o desprendimento de gases tóxicos, como dióxido de enxofre e trióxido de arsênio.

É a queima de sulfetos em laboratórios pode ser realizada com maçarico. Em grande escala se dá em fornos especiais com passagem de corrente de ar quente.

Processos de ustulação

Ustulação redutiva

A redução dos sulfetos metálicos aos metáis elementares (Me_nS_m → Me) ocorre em dois passos: primeiramente dois terços dos sulfetos metálicos são convertidos em óxidos, na presença de oxigênio (O₂). No segundo processo ocorre o aquecimento sem oxigênio, através do qual o sulfeto metálico restante reage com o óxido metálico resultando no metal elementar e outros dióxido de enxofre.

A redução também pode ser realizada através de carbono ou monóxido.

Exemplos

• Produção de chumbo a partir do minério galena (sulfeto de chumbo(II)):

$\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$ (ustulação)

$\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$ (redução)

Redução alternativa, com a adição de carbono:

$\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$ (redução)

• Obtenção do cobre a partir do sulfeto de cobre(I):

$\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{6}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

• Sendo deste modo também possível a obtenção, por exemplo, de mercúrio a partir do seu sulfeto sulfeto de mercurio.
• Também antimônio e bismuto podem ser obtidos a partir da ustulação redutiva, utilizando-se os os minerais sulfídricos correspondentes.

Ustulação oxidativa

Exemplos

• Oxidação da pirita resultante em óxido de ferro(III) e dióxido de enxofre:

:$\mathrm{4}\mathrm{F}\mathrm{e}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{1}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

O óxido de ferro (III) é então reduzido em alto-forno ao ferro metálico e o dióxido de enxofre pode ser reutilizado na fabricação de ácido sulfúrico.

Referências

• A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: 'Lehrbuch der Anorganischen Chemie'. 101^a edição, Editora de Gruyter, Berlim 1995, ISBN 3-11-012641-9. Página 1321. (Em alemão);
• Verbete "Rösten". In: Römpp Online. Editora Georg Thieme, visitado 20/06/2014. (Em alemão).

Ver também

• Calcinação

Ligações externas

• Nestor Cezar Heck (DEMET/UFRGS), Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos - USTULAÇÃO
• Brasil Escola, Reação inorgânica de ustulação
• Verbete "ustulação", no Dicionário online Priberam