Linhito,Olibidênio e Alumínio
terça-feira, 19 de novembro de 2013
O alumínio é um elemento químico de símbolo Al de número atômico 13 (treze prótons e treze elétrons ) com massa atómica 27 u. Na temperatura ambiente é sólido, sendo o elemento metálico mais abundante da crosta terrestre. Sua leveza, condutividade elétrica, resistência à corrosão e baixo ponto de fusão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações, especialmente nas soluções de engenharia aeronáutica. Entretanto, mesmo com o baixo custo para a sua reciclagem, o que aumenta sua vida útil e a estabilidade do seu valor, a elevada quantidade de energia necessária para a sua obtenção reduzem sobremaneira o seu campo de aplicação, além das implicações ecológicas negativas no rejeito dos subprodutos do processo de reciclagem, ou mesmo de produção do alumínio primário.
O lignito ou linhito (em Portugal, lignite ou lenhite) é um tipo de carvão com elevado teor de carbono na sua constituição (65 a 75%). A sua cor é acastanhada e encontra-se geralmente, mais à superfície, por ter sofrido menor pressão. A sua extração é relativamente fácil e pouco dispendiosa.
Quando queima origina muita cinza. Em termos geológicos é um carvão recente. Trata-se do único tipo de carvão estritamente biológico e fóssil, formado por matéria orgânica vegetal.
MINERAIS E SEUS USOS Qualquer atividade agrícola ou industrial, no campo da metalurgia, da indústria química, da construção civil ou do cultivo da terra, utiliza os minerais ou seus derivados. Os fertilizantes, os metais e suas ligas, o cimento, a cerâmica, o vidro, são todos produzidos a partir de matérias-primas minerais. É cada vez maior a influência dos minerais sobre a vida e desenvolvimento de um país. Com o aumento das populações, cada dia se necessita de maior quantidade de matéria-prima para atender às crescentes necessidades do ser humano. É difícil imaginar o nível material alcançado por nossa civilização, sem o uso dos minerais. Com efeito, o consumo per capita de minerais e materiais nos países desenvolvidos é 3 a 6 CETEM Tratamento de Minérios – 5ª Edição 11 vezes superior àquele de países em desenvolvimento, como o Brasil, o que mostra o potencial de crescimento do consumo interno. São conhecidas atualmente cerca de 1.550 espécies minerais distintas. Destas, cerca de 20 são elementos químicos e encontram-se no estado nativo (cobre, ouro, prata, enxofre, diamante, grafita etc.). O restante dos minerais é constituído por compostos, ou seja, com mais de um elemento químico (ex.: barita - 24 FeS - pirita ,BaSO ). Na indústria mineral, os minérios ou minerais são geralmente classificados em três grandes classes: metálicos, não-metálicos e energéticos Minerais metálicos . A classe dos não-metálicos pode ser subdividida em rochas e minerais industriais, gemas, e águas minerais. Os minerais industriais se aplicam diretamente, tais como se encontram ou após algum tratamento, ou se prestam como matéria-prima para a fabricação de uma grande variedade de produtos. Segue a classificação detalhada dos minerais. ferrosos (têm uso intensivo na siderurgia e formam ligas importantes com o ferro): além do próprio ferro, manganês, cromo, níquel, cobalto, molibdênio, nióbio, vanádio, wolfrâmio; não-ferrosos: básicos (cobre, zinco, chumbo e estanho) e leves (alumínio, magnésio, titânio e berílio); preciosos: ouro, prata, platina, ósmio, irídio, paládio, rutênio e ródio; raros: escândio, índio, germânio, gálio etc. Rochas e minerais industriais (RMIs) estruturais ou para construção civil: agregados (brita e areia), minerais para cimento (calcário, areia, argila e gipsita), rochas e pedras ornamentais (granito, gnaisse, quartzito, mármore, ardósia etc.), argilas para cerâmica vermelha, artefatos de uso na construção civil (amianto, gipsita, vermiculita etc.); indústria química: enxofre, barita, bauxita, fluorita, cromita, pirita etc.; cerâmicos: argilas, caulins, feldspatos, sílica, talco, zirconita etc.; refratários: magnesita, bauxita , cromita, grafita, cianita etc.; isolantes: amianto, vermiculita, mica etc.; fundentes: fluorita, calcário, criolita etc.; abrasivos: diamante, granada, quartzito, coríndon etc.; minerais de carga: talco, gipsita, barita, caulim, calcita etc.; pigmentos: barita, ocre, minerais de titânio; 12 Introdução ao Tratamento de Minérios CETEM agrominerais (minerais e rochas para a agricultura): fosfato, calcário, sais de potássio, enxofre, fonolito, flogopita, gipsita, zeólita etc.; minerais “ambientais” (ou minerais “verdes”): bentonita, atapulgita, zeólitas, vermiculita etc., utilizados (na forma natural ou modificados) no tratamento de efluentes, na adsorção de metais pesados e espécies orgânicas, ou como dessulfurantes de gases (calcário). Gemas pedras preciosas: diamante, esmeralda, safira, turmalina, opala, topázio, águas marinhas, ametista etc. (Segundo especialistas, a terminologia “semi-preciosas” não deve ser mais usada). Águas minerais e subterrâneas. Minerais energéticos radioativos: urânio e tório; combustíveis fósseis: petróleo, turfa, linhito, carvão e antracito, que embora não sejam minerais no sentido estrito (não são cristalinos e nem de composição inorgânica) são estudados pela geologia e extraídos por métodos de mineração. NECESSIDADE DE BENEFICIAMENTO Frequentemente, um bem mineral não pode ser utilizado tal como é lavrado. Quando o seu aproveitamento vai desde a concentração até a extração do metal, por exemplo, a primeira operação traz vantagens econômicas (e energéticas) à metalurgia, devido ao descarte de massa (rejeito), alcançado na etapa de concentração. Exemplo: um minério de scheelita, com teor de 0,35% de 3WO não pode ser utilizado economicamente na metalurgia extrativa. Isto só é possível após concentração gravítica (jigue, mesa) ou por flotação, até a obtenção de concentrados com cerca de 70% 3WO . Por outro lado, nem sempre é possível concentrar o minério, como é o caso das lateritas niquelíferas de Goiás e Pará, onde o seu aproveitamento só é viável partindo-se direto para a extração do metal por hidrometalurgia. Isto é devido à distribuição do níquel na rede cristalina dos minerais de ganga e, além do mais, sem nenhuma preferência por determinado mineral, impedindo assim uma concentração. Outrossim, pode ser interessante economicamente não chegar ao elemento útil, mas a um produto intermediário. Uma rota alternativa de processamento para as lateritas niquelíferas é o processo pirometalúrgico que leva ao ferroníquel, em vez de ao níquel metálico. Este processo consiste numa calcinação seguida de redução em forno elétrico. CETEM Tratamento de Minérios – 5ª Edição 13 FINALIDADES ECONÔMICA E SOCIAL As etapas de lavra e de tratamento de minérios constituem uma atividade econômica definida e contabilizada nas contas nacionais pelo IBGE, sob a denominação de extrativa mineral ou mineração. Sua participação no Produto Interno Bruto-PIB (exclusive petróleo&gás) é da ordem de 1,0%. Com uma visão mais abrangente da indústria mineral, considerando a transformação dos minerais (a metalurgia, incluindo a siderurgia, e produtos não-metálicos), alcança a participação de 5% do PIB e corresponde a 20% das exportações brasileiras. O tratamento de minérios, apesar de ser essencialmente técnico em suas aplicações práticas, não pode desprezar o conceito econômico. É impossível, na prática, obter uma separação completa dos constituintes minerais. Sabe-se, como regra geral, que quanto maior o teor dos concentrados, maior é a perda, ou seja, mais baixas são as recuperações. Como a obtenção de teores mais altos e melhores recuperações normalmente implicam num aumento de custo do tratamento, para a obtenção de maiores lucros esses vários itens devem ser devidamente balanceados. Deve-se sempre ter em mente, regra geral, que os custos decorrentes de uma etapa adicional de tratamento de um determinado bem mineral não devem ser maiores do que a agregação de valor ao produto assim obtido, excetuando-se os casos especiais (em caso de guerra, por exemplo). O tratamento de minérios, como toda e qualquer atividade industrial, está dirigido para o lucro. Há, porém, um conceito social que não pode ser desprezado, qual seja, o princípio da conservação dos recursos minerais, por se tratar de bens não renováveis. As reservas dos bens minerais conhecidos são limitadas e não se deve permitir o seu aproveitamento predatório, pois o maior lucro obtido, em menor prazo possível, dificilmente estará subordinado aos interesses sociais. Diz-se, a respeito, em contraposição à agricultura, que “minério só dá uma safra”.
A Utilidade Dos Minerais
Pércio de Moraes Branco
O ser humano usa, para sobreviver, muitos produtos de origem animal: ovos, leite, carne, couro, pele, óleo, etc. Da mesma maneira, aproveita inúmeros produtos vegetais: arroz, feijão, trigo, milho, algodão, centeio, cevada, frutas, verduras, legumes, etc. Esses produtos fazem parte da nossa vida e deles nos utilizamos todos os dias, sempre que nos alimentamos.
Mas, embora não tão visíveis e de presença mais difícil, às vezes, de perceber, os produtos extraídos do reino mineral são igualmente importantes e imensamente variados, como veremos a seguir. Eles, porém, têm uma fundamental diferença em relação àqueles de origem animal e vegetal: não são renováveis. Seu processo de formação é tão lento quando comparado com a vida humana que devem ser considerados como recursos finitos, ou seja, que se extrai uma vez só de um determinado lugar. Podem, sim, ser reciclados, como se faz com as latas de alumínio, mas, a produção original não se renova.
Metais
Os minerais nos fornecem os metais, indispensáveis à fabricação tanto de coisas enormes, como aviões, quanto daquelas minúsculas, como alfinetes, clipes ou percevejos.
O alumínio tem mais de 4.000 aplicações diferentes, sendo usado em navios, automóveis, aviões, utensílios domésticos (como panelas), embalagens, tintas, esquadrias de janelas, abrasivos, cimento, refino do petróleo, tijolos refratários e explosivos. Ele é extraído principalmente da bauxita, um solo argiloso e leve que se forma em regiões tropicais. Mas pode ser obtido também de minerais como criolita, nefelina, alunita e leucita.
O antimônio é usado principalmente na forma de ligas com chumbo, que servem para baterias, tubos de creme dental, soldas, tintas e balas de revólver, por exemplo. Mas, também em fogos de artifício, fósforos, medicamentos, vidros e em cerâmica. O metal é extraído de pelo menos sete minerais, dos quais o principal é a estibinita.
O chumbo é extraído de sete minerais, dos quais o principal é a galena. Ele é usado sobretudo em baterias (40% do consumo), como aditivo na gasolina e como isolante de raios X, em tintas, vidros especiais (os chamados cristais), corantes, inseticidas e em projéteis de armas de fogo.
O cobre, bom condutor de calor e eletricidade, é usado em fios elétricos, na fabricação de bronze e latão, em defensivos agrícolas, tratamento da água e em objetos ornamentais. Pode ser extraído de pelo menos dezessete minerais, dos quais o mais importante é a calcopirita.
O estanho é um metal fornecido principalmente da cassiterita. Ele é útil na fabricação de latas de conserva, na obtenção do bronze (usado em esculturas e nos sinos), também em refrigeradores, condicionadores de ar, radiadores e soldas, por exemplo.
O ferro é o mais comum, o mais barato e o mais importante dos metais. É extraído principalmente do mineral hematita, mas também de oito outros minerais. É usado em um enorme número de produtos, principalmente quando transformado em aço.
O manganês é outro metal que tem muitas aplicações e é extraído de pelo menos quinze minerais. É empregado em ligas metálicas, tintas, vidros, cerâmica, aço, automóveis e utensílios domésticos.
O níquel serve principalmente para obtenção de aço inoxidável e outras ligas resistentes à corrosão. É empregado também em moedas, cerâmicas, ímãs, alto-falantes, automóveis, revestimento de outros metais, reatores nucleares, baterias, catalisadores e outros usos. É obtido de treze minerais diferentes.
O ouro, que todos conhecem e apreciam tanto, é usado principalmente em moedas e jóias, mas também em instrumentos científicos e em equipamentos eletrônicos. A principal fonte de obtenção é o ouro nativo (não combinado com outros elementos químicos) e mais alguns poucos minerais.
A platina usa-se na Odontologia, instrumentos de laboratórios, mísseis, fornos elétricos de alta temperatura, catalisadores e muitos outros produtos. É um metal bem mais caro que o ouro, extraído de alguns poucos minerais, como sperrylita e platinirídio.
A prata, também importante e valiosa (mas menos que o outro e a platina), é usada em jóias, moedas, espelhos, talheres, soldas, Odontologia, explosivos, fotografia, radiografias, produção de chuvas artificiais e catalisadores por exemplo. É extraída de quatorze minerais e é também um subproduto na metalurgia de outros metais.
O zinco é usado na fabricação de latão, em automóveis (nos velocímetros, por exemplo), tintas, borrachas, cosméticos, medicamentos, pesticidas, em teclados, plásticos, sabão, baterias, tecidos, lâmpadas fluorescentes, máquinas de lavar roupa e em pigmentos. Obtém-se principalmente da esfalerita, da franklinita, da smithsonita e DA hemimorfita.
Além desses metais, mais conhecidos, há vários outros que são obtidos de minerais, como berílio, cobalto, cromo, irídio, mercúrio, molibdênio, nióbio, paládio, ródio, rutênio, tântalo, telúrio, titânio, tório, tungstênio, vanádio e zircônio.
Combustíveis nucleares
Os reatores nucleares são abastecidos com tório ou urânio, ambos extraídos de minerais. O tório é usado também em lâmpadas de gás portáteis, ligas com magnésio, eletrônica, lâmpadas elétricas e vidros para lentes. O urânio, o principal combustível nuclear, emprega-se também em explosivos atômicos, produção de raios X, fotografia, vidros e esmaltes.
Outro elemento radioativo, o rádio, não é combustível, mas é usadas como fonte de nêutrons, no tratamento de câncer, tintas luminosas e em radiografias industriais.
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