Atps1 De Quimica -engenharia Mecanica

Etapa 1

Passo 1:

Acessar as informações sobre o alumínio:

Aproximadamente 7 % da crosta terrestre é formada por alumínio, fazendo deste elemento químico o terceiro mais abundante na Terra, após o oxigênio e o silício. A produção de alumínio começa com a matéria-prima bauxita. A bauxita, uma rocha encontrada geralmente próxima à linha do Equador, contém 15-25 % de alumínio e é, hoje em dia, o único minério usado para fins comerciais de extração de alumínio. A bauxita se encontra principalmente nos trópicos, depositada em camadas horizontais normalmente a poucos metros da superfície do solo. As camadas costumam estar misturadas com minerais argilosos, óxidos de ferro e dióxido de titânio. A presença do ferro na mistura é responsável pela cor avermelhada da bauxita. O óxido de alumínio, ou alumina, como é chamado, é extraído da bauxita em refinarias e, a seguir, é utilizado para a produção do alumínio primário. Para cada 4 a7 toneladas métricas de bauxita = 2 toneladas métricas de alumina = 1 tonelada métrica de alumínio. A alumina é separada da bauxita por meio de uma solução aquecida de soda cáustica (hidróxido de sódio) e de cal (óxido de cálcio); A mistura é bombeada para o interior de recipientes de alta pressão e aquecida; A soda cáustica dissolve a alumina, que se precipita da solução saturada. A alumina é, então, lavada e aquecida para a remoção da água; O material precipitado é filtrado e lavado, para remover e recuperar a solução cáustica. Todo o restante é eliminado por filtragem e a alumina é seca até atingir a forma de pó branco; A maior parte das refinarias de alumina está localizada nas proximidades de minas de bauxita, ou próxima de um porto, onde a alumina pode facilmente ser transportada até as fábricas de produção de alumínio. A produção do alumínio primário ocorre em grandes linhas de produção, onde as cubas de redução são o centro das atenções. Aqui, o processo de redução transforma a alumina refinada em alumínio. Para tanto, necessitamos três matérias-primas:

 Óxido de alumínio (alumina)

 Eletricidade

 Carbono

O átomo do alumínio encontrado na alumina está ligado ao oxigênio. Para que se possa produzir o alumínio, essas ligações devem ser destruídas através do processo de eletrólise. A alumina é transportada às fábricas e, a seguir, para o interior das cubas (contentor de grande porte), onde a alumina é dissolvida em um banho eletrolítico. A alumina possui alto ponto de fusão e é convertida através do processo de eletrólise. Nas cubas de eletrólise, uma corrente direta muito alta corre entre um polo negativo (catodo) e um polo positivo (anodo), ambos feitos de carbono. O anodo é consumido no processo à medida que reage com o oxigênio na alumina para formar gás carbônico (CO2). O alumínio líquido resultante é retirado das cubas, utilizando-se veículos especializados, e fundido em lingotes de extrusão, lingotes de laminagem e outros tipos de lingotes, dependendo dos processos a que serão submetidos. Em geral, o alumínio primário é utilizado para extrusão, laminação e fundição.

Extrusão

O alumínio, através do processo de extrusão, pode ser moldado em uma infinidade de formas e ser transformado em uma grande variedade de tubos e perfis, por exemplo.Os tarugos de alumínio são aquecidos a 500 ºC e forçados a fluir através de uma matriz (como acontece quando se aperta um tubo de pasta de dentes), formando perfis para inúmeras aplicações. Após a extrusão, as seções são resfriadas e temperadas, recebendo, quando necessário, tratamento de superfície. Esses tratamentos de superfície podem gerar emissões, porque o banho eletrolítico, ao qual os perfis da extrusão são submetidos para ganhar uma camada protetora, contém compostos de alumínio. Os efluentes dos banhos podem ser minimizados se forem selecionados tratamentos adequados para limpar as emissões que entram em contato com a água e o ar.

Laminação

O alumínio pode ser processado a quente ou a frio. O alumínio é um metal muito maleável, podendo ser laminado de 60 cm a 2-6 mm Como produto final, as folhas de alumínio podem ter a espessura de até 0,006 mm e continuar impermeáveis à luz, aroma ou sabor. O alumínio, por si só, forma uma camada protetora, que o torna altamente resistente à corrosão. Há, ainda, uma série de tipos de tratamento de superfície que incrementam essas propriedades. O óleo utilizado nos diferentes processos da laminação, para garantir a perfeição da superfície e controlar a temperatura, pode gerar emissões. Quando as tiras recebem tratamento de superfície, os solventes da pintura podem ser liberados no forno de secagem. Existem diversos programas de pesquisa e desenvolvimento em andamento, para reduzir a quantidade de solventes em tintas e vernizes e utilizar revestimentos com menor impacto ambiental.

Fundição

As propriedades do alumínio podem ser alteradas pela adição de pequenas quantidades de outros metais, para obtenção de ligas de alumínio. Esses metais podem aumentar a resistência, brilho e flexibilidade do alumínio, dependendo da aplicação final. Podem, ainda, torná-lo mais fácil de moldar, permitindo uma variedade infindável de produtos. Os materiais mais comuns nas ligas de alumínio são o cobre, magnésio e silício. Para aumentar a sua qualidade, substâncias que promovem o refino dos grãos, como o estrôncio, sódio e titânio/boreto de titânio, também são adicionados em pequenas quantidades. Os quatro métodos principais de fundição são:

• Fundição em areia

• Fundição a baixa pressão

• Fundição em molde permanente

• Fundição a alta pressão

O produto fundido geralmente requer acabamento com máquinas e, frequentemente, recebe revestimento. Geralmente, a fusão e a fundição em moldes permanentes não produzem efeitos negativos no meio ambiente. Quando o vazamento é em areia, compostos orgânicos são utilizados. Nesse caso, é necessário tratar as emissões, para garantir que os níveis de emissões no ar e na água não sejam excedidos. No caso de revestimentos, as emissões são as mesmas produzidas no processo de laminação.

Passo 2:

Observar a imagem abaixo.