Cinética de cloración del RuO2 con Cl2 gaseoso entre 725ºC y 850ºC

Empleando métodos de separación basados en la cloración selectiva es posible separar elementos valiosos, tales como metales y tierras raras, a partir de minerales y/o residuos sólidos. En el presente trabajo se estudia la reacción de cloración del óxido de rutenio. Este elemento se encuentra entre los productos de fisión nuclear y también forma parte de los llamados residuos electrónicos y de numerosos catalizadores en la industria química. El estudio de la reacción de cloración del óxido de rutenio permitirá analizar en qué condiciones es posible aplicar cloración gaseosa para la recuperación de rutenio. En la literatura no se encuentran estudios sistemáticos sobre la cinética o mecanismo químico de cloración del óxido de rutenio. En el presente estudio, se realizó un análisis termodinámico de las posibles vías de reacción, se identificaron los productos por técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Rayos X (DRX) se establecieron las condiciones experimentales adecuadas para la obtención de α-RuCl3 estable por cloración de RuO2 y posterior calentamiento en Cl2. Se determinó la temperatura de inicio de la reacción de cloración en 710ºC observándose pérdida de masa debido a la formación de cloruros volátiles. Se analizaron los efectos del caudal gaseoso, la geometría del crisol y la masa de muestra sobre la cinética de la reacción, con el objeto de establecer las condiciones experimentales correspondientes a control químico de reacción. Se estudió el efecto de la temperatura y se determinó la energía de activación aparente de 173 ± 8 kJ.mol-1 para la reacción de cloración.Employing methods of separation based on selective chlorination is possible to separate valuable components, such as metals and rare earths, from ore and / or solid waste. In this paper we study the chlorination reaction of ruthenium oxide. This element is among the products of nuclear fission, also part of the electronic waste and numerous catalysts in the chemical industry . The study of the chlorination reaction of ruthenium oxide will allow to analyze in which conditions is possible to apply gaseous chlorination to ruthenium recovery. No systematic studies on the kinetics and chemical mechanism of ruthenium oxide chlorination are available in the literature.In the present study, we performed a thermodynamic analysis of possible reaction pathways, the reaction products were identified by electron microscopy techniques (SEM) and X-ray Diffraction (XRD), the experimental conditions for obtaining stable α-RuCl3 by RuO2 chlorination and subsequent heating in Cl2 were established. The starting temperature for the chlorination was determined at 710°C. The observed mass loss is due to the formation of volatile products. We analyzed the effects of gas flow rate, the crucible geometry, and the sample mass on the kinetics of the reaction, in order to establish the corresponding experimental reaction conditions for chemical kinetic control. The effect of temperature was analyzed and an apparent activation energy of 173 ± 8 kJ.mol-1 was obtained for the chlorination reaction.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; ArgentinaFil: de Micco, Georgina. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bohe, Ana Ester. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; Argentina. Universidad Nacional del Comahue; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Recuperación de Cu y Zn a partir de un catalizador agotado de CuO-ZnO-Al2O3

Los catalizadores agotados son una importante fuente secundaria para la recuperación de elementos, lo cual aporta tanto un beneficio ambiental como también un potencial rédito económico. Los catalizadores de CuO-ZnO-Al2O3 son utilizados para la síntesis de hidrógeno y amonio gaseosos mediante un proceso de baja temperatura. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio de la recuperación de Cu y Zn a partir de un catalizador agotado de CuO-ZnO-Al2O3.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Grau, Javier Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica "Ing. José Miguel Parera". Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica "Ing. José Miguel Parera"; ArgentinaFil: Bohe, Ana Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: de Micco, Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaXXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaSan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Investigación Fisicoquímic

Study of composition of gaseous phase by FTIR. MoO3 chlorination in presence of sucrose carbon

Muchos sistemas describen la reacción de carbocloración de materiales de importancia industrial mediante técnicas gravimétricas y termogravimétricas. Estos estudios se focalizan en la reacción global basándose en la identificación de los productos condensados, los cálculos termodinámicos y el cambio de masa generado durante la reacción. En un proceso de carbocloración, la composición de la fase gaseosa es compleja, pudiendo contener CO, CO2, y COCl2 además de cloruros y/u oxicloruros del metal estudiado. En el presente estudio se desarrolló un sistema que permite estudiar una reacción de carbocloración siguiendo la formación de productos gaseosos del carbono por espectroscopía de IR. Nuestros resultados indicaron que la carbocloración del MoO3 en presencia de carbón de sucrosa, no sólo ocurre con la formación del oxicloruro y CO2, también fueron detectados CO y HClO. Los resultados demostraron la formación de un intermediario entre el Cl2(g) y el carbón superficial, constituyendo la etapa determinante de la velocidad de reacción.Chlorination and carbochlorination studies available in the literature were conducted using gravimetric and thermogravimetric techniques. These studies were focused on the overall reaction through analysis of the condensed reaction products, thermodynamic calculations and mass change generated during the reaction. The composition of the gaseous phase in a carbochlorination process is complex; CO, CO2, and COCl2 gases can be formed as well as metal chlorides and/or oxychlorides. In this study, the carbochlorination reaction of MoO3 was studied by IR spectroscopy. This technique allows online detection of gases generated during the reaction. The results obtained by FTIR and other complementary techniques indicated that MoO3 carbochlorination with sucrose carbon proceeds not only with formation of CO2, also CO and HClO were detected. Results proved the formation of a reaction intermediate between Cl2 and carbon surface.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Pomiro, Federico José. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: de Micco, Georgina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Bohe, Ana Ester. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; Argentin

Multiple thermochronometers applied to the quantitative analysis of compressive systems: The southern sub-Andean fold and thrust belt of Bolivia: From source rock to trap

The evolution of fold and thrust belts requires time data restrictions to determine the rates related to the interaction of surface and subsurface processes and to quantify the time relationship between the components of the petroleum system: reservoir, seal, source rock and trap. The sub-Andean fold-and-thrust belt in the Bolivian territory in general, and the regional transect that links the structures of Curuyuqui-Carohuaicho-Tatarenda-Borebigua-Charagua and Mandeyapecua in particular, constitutes a complex multi-variable system in which the definition of time-Temperature (t-T) trajectories has led to new suitable structural and stratigraphic conclusions. The integration of multiple thermochronological-geochronological systems (Apatite Fission Track, Apatite (U-Th-Sm)/He and UPb SHRIMP on zircon) and the existing surface and subsurface geological constraints made it possible to develop a chrono-kinematic characterization of fault-related anticlines, defining their formation chronology, structural growth rate and link between them in the study area. Furthermore, it was also possible to perform a quantitative analysis of the subsidence-burial and exhumation-erosion phenomena that occurred from the deposition of Silurian-Devonian source rocks to the present time, providing relevant determinations to the modeling of the Oil & Gas system.Fil: Hernandez, Juan I.. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Hernández, Roberto M.. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Dalenz Farjat, Alejandra. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Geología. Laboratorio de Modelado Geológico; ArgentinaFil: Alvarez, Luis A.. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Dellmans, Luis M.. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Costilla, Marcos Roberto. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Alvarez, Andres F.. Geomap S.a.; ArgentinaFil: Becchio, Raul Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Bio y Geociencias del NOA. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Museo de Ciencias Naturales. Instituto de Bio y Geociencias del NOA; ArgentinaFil: Bordese, Sofia. lA - Te Andes S.A. Laboratorio de Termocronología de Los Andes; ArgentinaFil: Arzadún, Guadalupe. lA - Te Andes S.A. Laboratorio de Termocronología de Los Andes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Guibaldo, Cristina. lA - Te Andes S.A. Laboratorio de Termocronología de Los Andes; ArgentinaFil: Glasmacher, Ulrich A.. Ruprecht Karls Universitat Heidelberg; AlemaniaFil: Tomezzoli, Renata Nela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Stockli, Daniel F.. University of Texas; Estados UnidosFil: Fuentes, Facundo. YPF - Tecnología; ArgentinaFil: Soria Galvarro, Jaime. YPF - Tecnología; ArgentinaFil: Rosales, Adolfo. YPF - Tecnología; ArgentinaFil: Dzelalija, Francisco. YPF - Tecnología; ArgentinaFil: Haring, Claudio. YPF - Tecnología; Argentin

Proceso de halogenación de óxidos de rutenio, molibdeno y uranio.

En esta tesis se investigan tres sistemas de reacciones heterogéneas sólido-gas entre cloro gaseoso y diferentes óxidos: de rutenio, de molibdeno y de uranio. Además se estudian dos reacciones sólido-sólido entre productos condensados de cloración y una sal binaria de flúor con el objetivo de obtener productos fluorados por intercambio entre los átomos de cloro y de flúor. Cada sistema se analiza temodinámicamente y, en dos de ellos, se determina la cinética de reacción mediante diferentes técnicas de medición. El capítulo 1 desarrolla en forma resumida los fundamentos básicos de los métodos experimentales que se utilizan a lo largo de la tesis. El capítulo 2 está dedicado al estudio de la cloración de RuO_2. La cinética de la reacción de cloración del RuO_2 se estudió en condiciones de control mixto mediante termogravimetría, y en control químico por gravimetría. En el primer caso se obtuvo un valor de energía de activación aparente de 173 ± 8 kJ.mol"-1 (rango de temperaturas de 725 a 850 ºC), y en el segundo, una energía de activación de 259 ± 6 kJ.mol"-1 (rango de temperaturas de 700 a 775 ºC). Finalmente, se formuló una ecuación completa para la velocidad de reacción en el rango de 700 a 775 ºC. Se exponen numerosos experimentos realizados para caracterizar el producto condensado de reacción, el cual es inestable en condiciones atmosféricas y corresponde mayoritariamente a una fase amorfa. Esta fase contiene átomos de oxígeno, presenta enlaces Ru-Cl, Cl-Ru-Cl y posiblemente Ru-O, y muestra una relación atómica de 1Ru:2Cl. Se propone que el condensado amorfo corresponde a un oxicloruro de rutenio. Por otro lado, se establecieron las condiciones experimentales para sintetizar la fase α-RuCl_3 a partir del óxido de rutenio. En el capítulo 3 se presentan los resultados del estudio de la cloración del MoO_3, la caracterización del producto de reacción, el MoO_2Cl_2, y el análisis de las sustancias formadas por el tratamiento térmico del MoO_2Cl_2 en presencia de NaF. Las reacciones de sustitución de átomos Cl por átomos F en el tratamiento térmico del MoO_2Cl_2 en presencia de NaF, resultaron termodinámicamente favorables. Se realizaron experimentos a temperaturas entre 200 y 700 ºC en cápsulas construidas en cuarzo, y a 400 ºC en reactor y crisol de alúmina. Se identificó la presencia de NaCl entre los productos de todos los experimentos, lo que confirma que el oxicloruro reacciona, ya que es la única fuente de cloro. Sin embargo, tanto el cuarzo como la alúmina interfirieron en la reacción, dificultando su estudio. El capítulo 4 consta del estudio cinético de la cloración del MoO_3 en presencia de carbón de sucrosa. Se desarrolló un sistema experimental para seguir la evolución de la reacción por espectroscopía IR. Se estudió la fluido-dinámica de tres celdas de gases con diferentes diseños y se seleccionó la más apropiada para el estudio cinético. El estudio por FTIR de la carbocloración reveló la presencia de CO, CO_2, HCl y COCl_2 como productos gaseosos de la reacción. Se determinaron dos regímenes cinéticos. A temperaturas mayores a 390 ºC se estimó una energía de activación de 36 ± 6 kJ.mol"-1 , la cual corresponde a un régimen cinético transitorio entre control mixto y difusional. Para temperaturas menores a 380 ºC se observó un régimen cinético controlado por la reacción química, cuya energía de activación resultó 203 ± 13 kJ.mol"-1 . Se propone un mecanismo de reacción mediante un intermediario de reacción activado MoO_3-ClC formado en la interface entre los reactivos sólidos. Finalmente, el capítulo 5 aborda el estudio de la cloración del U_3O_8. Se caracterizaron los productos condensados y gaseosos de las reacciones estudiadas. Se observó que en la reacción en presencia de carbón de sucrosa y en atmósfera de Cl_2 con fracción molar próxima a 1, se sintetizan cloruros de uranio, UCl_4 principalmente. El sistema UO_2Cl_2-UCl_4-NaF se estudió en reactores de cuarzo y de alúmina, y en cápsulas de cuarzo. En el último caso, fue posible sintetizar UF_4

Results report of apatite fission-track analysis by LA-ICP-MS and its comparison with the conventional external detector method of dating

This work presents the apatite fission track (AFT) age and multielement analysis of four samples performed by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS). The central ages calculated range between 15.4 and 196.9 Ma and are in good agreement with the central ages obtained previously by the external detector method (EDM); the precision improved when U-poor samples were dated as well. The concordance correlation coefficient of the uranium content measured in the same grains by both methods indicates a high degree of agreement. The boustrophedon pattern of ablation produced an ablation depth of around 1.5 μm, and allowed, by meticulous observation of the mass spectra, the presence of uranium zoning to be deduced and differentiated. Compositional results obtained during the acquisition of LA-ICP-MS data are also presented, enabling the determination of the source lithology, making possible more specific provenance determinations. These results validate the procedure used in the first Argentine geochronology laboratory, La. Te. Andes S.A., and allow this methodology to be used routinely in apatite samples.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; ArgentinaFil: Bordese, Sofía. No especifíca;Fil: Simoy, Mario Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentin

Preparation of UF4 by Carbochlorination of U3O8 and Solid-State Halogen Exchange Reaction

Uranium tetrafluoride was synthesized using a novel method, which consists of a combination of carbochlorination reaction between a mixture of U3O8 and sucrose carbon with chlorine, and a solid-state halogen exchange reaction between the products of the carbochlorination reaction and sodium fluoride. The thermodynamic feasibility to produce the halogen exchange reaction between UCl4 and NaF was analyzed. Reactions are favorable in standard conditions, even at low temperature. We have prepared a mixture of UCl4 and UCl2O2 by U3O8 treatment in Cl2 atmosphere with presence of sucrose carbon at 900 °C. UCl4 and UCl2O2 were obtained as a condensed product, which was collected in a quartz capsule containing NaF. The capsules were sealed after several repeated stages of argon purges and mechanic vacuum. Subsequently, they were treated at 300-350 °C for 2 h. We obtained that when NaF is the limiting reagent, the solid product of the thermal treatment of the capsules consists in a mixture of UF4 and NaCl. Solid products were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), fluorescence spectroscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. Gaseous products were identified by Fourier-transform infrared spectroscopy.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; ArgentinaFil: de Micco, Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; ArgentinaFil: Bohe, Ana Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu; Argentin

Chlorination of RuO2 with gaseous Cl2 between 998 and 1123K

AbstractEmploying methods of separation based on selective chlorination it is possible to separate valuable components, such as metals and rare earths, from ores and / or solid wastes. In this paper we study the chlorination reaction of ruthenium oxide. This element is among nuclear fission products, also part of many electronic wastes and numerous catalysts in the chemical industry. The study of the chlorination reaction of ruthenium oxide will allow to analyze in which conditions it is possible to apply gaseous chlorination for ruthenium recovery. No systematic studies on the kinetics and chemical mechanism of ruthenium oxide chlorination are available in the literature. In the present study, we performed a thermodynamic analysis of possible reaction pathways. The reaction products were identified by scanning electron microscopy (SEM) and x-ray Diffraction (xrd), and the experimental conditions for obtaining stable α-RuCl3 by RuO2 chlorination and subsequent heating in Cl2 were established. The starting temperature for the chlorination was determined at 983K. The observed mass loss is due to formation of volatile products. We analyzed the effects of gas flow rate, crucible geometry, and sample mass on the kinetics of the reaction, in order to establish the corresponding experimental reaction conditions for chemical kinetic control. The effect of temperature was analyzed and an apparent activation energy of 173 ± 8kJ.mol-1 was obtained for the chlorination reaction

Intrinsic Kinetics of the Chlorination of RuO2 with Cl2 Between 973 K and 1073 K (700 °C and 800 °C)

Ruthenium, as well as the rest of the platinum-group metals, is of crucial importance for industry due to its extraordinary catalytic activity and high-tech applications. Because of its scarcity and high value, there is an increasing interest towards its recovery from wastes. Chlorination metallurgy arises as one possible recovery method. The intrinsic kinetics of the chlorination of ruthenium oxide was studied with the aim of applying this process in a suitable recovery technology. Chlorination of RuO2 was investigated for temperatures between 973 K and 1073 K (700 °C and 800 °C) and chlorine partial pressure from 50 to 90 kPa. The reaction rate was measured by gravimetry and the rate equation was obtained. An activation energy of 259 ± 6 kJ mol−1 and a reaction order of 0.5 with respect of chlorine partial pressure were determined. The reaction product is unstable at atmospheric conditions. Formation of RuO2Cl2 is proposed based on experimental evidence; however, such product has not been confirmed yet.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: de Micco, Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Bohe, Ana Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; Argentin

Infrared study of the carbochlorination of MoO3 with gaseous chlorine below 703 K

In this work the kinetics of the carbochlorination of molybdenum trioxide with sucrose carbon at low temperatures (below 703 K) has been studied by IR. A novel methodology for studying reaction kinetics is proposed based on on-line IR measurements of gaseous reaction products. This technique allows identification of all the species involved in the reaction system which were not taking into account in previous studies. As predicted by thermodynamic calculations, the reaction proceeds by formation of CO2 mainly, however formation of CO, COCl2, CCl4 and HCl also takes place. The starting temperature for the reaction is determined at about 600 K. A reaction mechanism is proposed based on the analysis of binary interactions between the reactants and their morphological changes during the reactions. The influence of carbon/oxide ratio, gaseous flow rate, sample initial mass, temperature, and chlorine partial pressure in the reaction rate was analyzed. Two kinetic regimes were identified, with activation energies of 203 ± 13 and 36 ± 6 kJ mol−1 which were attributed to chemical reaction control (below 653 K) and mixed reaction control at high temperatures. A reaction order of 0.5 with respect to chlorine partial pressure at 673 K was determined for the carbochlorination reaction.Fil: Guibaldo, Cristina Noemi. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Pomiro, Federico J.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: de Micco, Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Bohe, Ana Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; Argentin