Os Fundamentos de Metalurgia

Fundamentos de Metalurgia

1. Discuta sobre a relevância tecnológica do ferro e do alumínio no conceito de metalurgia extrativa e aplicação industrial.

Os metais (alumínio e ferro) ocupam uma posição mandatória no desenvolvimento industrial e tecnológico da era moderna, sendo hoje o pilar essencial de importantíssimos segmentos produtivos, tais como as indústrias de veículos, maquinas de bens de capital, indústria naval entre outras.

2. Com o auxílio da tabela a seguir, discuta sobre a produção do aço bruto em relação à China, Japão e Estados Unidos, Rússia e Brasil. Considere fatores econômicos e geográficos

A china é o maior produtor de aço devido a sua enorme população e por conta do avanço tecnológico para poder competir com outras grandes potências. Um dos fatores que ajudam a explicar a relativamente baixa produção brasileira de aço é o nosso baixo consumo interno por capita quando se compara com países desenvolvidos, sem contar que, países como china e índia continuam aumentando a produção e a exportação de aço, dessa forma o preço dos produtos siderúrgicos foi pressionado para baixo, o que dificulta as exportações brasileiras. A Rússia é uma das maiores produtoras de aço do mundo, o país tem extensas reservas de carvão e de minério de ferro, oferecendo excelentes oportunidades de desenvolvimento. O alto consumo por conta dos EUA e Japão se dá pelo intenso desenvolvimento de novas tecnologias que se faz necessário o uso do aço.

3. Dê a definição de: minério, mineral e ganga.

Os recursos naturais existentes na face da terra ocorrem sob a forma de minerais e quando estes minerais apresentam valor econômico são denominados de minérios.

Mineral: é toda substancia natural formada por processos inorgânicos e que possui composição química definida.

Minério: mineral ou associação de minerais que pode, sob condições econômicas favoráveis ser utilizado como matéria prima para a exportação de um ou mais metais.

Ganga: Impurezas que ocorrem junto com o minério de ferro em estado bruto, compostas principalmente de silício, alumínio, cal e magnésio.

4. Discuta sobre os possíveis impactos ambientais de jazidas minerais à céu aberto.

A mineração a céu aberto causa destruição completa da área da jazida, e das áreas usadas para depósito de estéril e bacias de rejeito. Esses impactos provocam alterações sobre a água, o ar, o solo, o subsolo e a paisagem como um todo, desequilibrando processos dinâmicos ambientais, os quais são sentidos por toda população, pois as terras alteradas estarão modificadas para sempre. Os principais problemas oriundos da mineração podem ser englobados em cinco categorias: poluição da água, poluição do ar, poluição sonora, subsidência do terreno, incêndios causados pelo carvão e rejeitos radioativos.

5. Sobre as operações de Beneficiamento de minério, descreva todos os processos de Fragmentação;

Essa etapa se baseia na fragmentação dos grandes blocos (diâmetros de até 150cm) reduzindo-o em partículas menores em dimensões adequadas ao seu manuseio. Britagem (entrada 150-50; saída 30-10), trituração (entrada 30-10; saída 5-1), moagem (entrada 5-1; saída 0.5-0.2), pulverização (entrada 0.5-0.2; saída <0.005).

6. Sobre as operações de Beneficiamento de minério, descreva todos os processos de Classificação;

O minério bruto, após a fragmentação por pulverização, deve ser classificado, ou seja, separado de acordo com as dimensões dos fragmentos. Isso é feito por peneiramento ou por sedimentação.

7. Sobre as operações de Beneficiamento de minério, descreva todos os processos de Concentração.

Realiza a separação dos diferentes produtos (compostos) do minério classificado baseando-se em suas diferenças de propriedades físicas. Essa separação deverá resultar em uma “concentração” do principal composto do minério primário.

Operações:

(a) Flotação;

(b) Separação gravitacional;

(c) Separação magnética;

(d) Separação eletrostática;

(e) Espessamento e Filtragem;

(f ) Limpeza gasosa.

8. Descreva os fundamentos de um processo Pirometalúrgico e dê exemplos de minérios e do produto obtido.

A pirometalurgia compreende a classe de processos onde as transformações se dão por reações químicas a altas temperaturas e compreende a maior parte dos processos extrativos e pre-extrativos. São fundamentais na produção de quase todo o ferro e aço, níquel, chumbo, cobre, estanho, zinco e muitos outros metais.

9. Descreva os fundamentos de um processo Hidrometalúrgico e dê exemplos de minérios e do produto obtido.

A hidrometalurgia envolve a lixiviação de matérias primas com soluções geralmente aquosas separando-se a fase liquida rica na(s) substância(s) que contém o metal a ser extraído, dos rejeitos, obtendo-se posteriormente o metal desejado por reações químicas ou eletroquímicas.

10. Descreva os fundamentos de um processo Eletrometalúrgico e dê exemplos de minérios e do produto obtido.

A eletrometalurgia consiste nos processos onde a energia elétrica é transformada em energia química para promover as reações eletroquímicas. Os processos eletrometalúrgicos mais importantes são a obtenção do alumínio pela eletrólise de alumina, bem como o refino eletrolítico de cobre, níquel e inúmeros outros metais. Deve-se ressaltar que não são processos eletrometalúrgicos aqueles em que a energia elétrica é empregada apenas para o aquecimento, como é o caso do emprego de fornos elétricos, em processos pirometalurgicos.

11. Sobre o Funcionamento do Alto Forno:

a) Desenhe uma figura esquemática indicando as zonas geométricas e as zonas térmicas do forno, bem como as principais reações que ocorrem em cada uma destas zonas térmicas.

b) Apresente e defina sucintamente:

i) as matérias-primas utilizadas no alto-forno;

Minério de ferro (por exemplo Hematita – óxido de ferro); Sinter ou pelotas; Fundente (calcário) - o calcário é utilizado como fundente na etapa de sinterização para aglomerar grãos finos de minérios de ferro que não poderiam ser colocados no alto forno de outra maneira; Carvão vegetal ou coque - serve como combustível para o alto forno, além disso, o carbono presente na sua composição serve para redução do minério de ferro.