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A obtenção do alumínio é feita a partir da bauxita, um minério que pode ser encontrado em três principais grupos climáticos: o Mediterrâneo, o Tropical e o Subtropical. A produção mundial de bauxita em 2004 foi de 157,4 milhões de toneladas, sendo os principais países produtores Austrália, Brasil, Guiné e Jamaica. Ocupando a 2ª posição no ranking mundial, em 2004, o Brasil produziu 21 milhões de toneladas de bauxita. Possui também a terceira maior reserva mundial de bauxita, cujo potencial é da ordem de 2,5 bilhões de toneladas, concentrada principalmente na região Norte do país (estado do Pará), as quais tem como principal concessionária a empresa Mineração Rio do Norte S.A. - MRN.
A bauxita deve apresentar no mínimo 30% de alumina aproveitável para que a produção de alumínio seja economicamente viável. O processo de obtenção de alumínio primário divide-se em três etapas: Mineração, Refinaria e Redução.


  
 
 

O alumínio não é encontrado diretamente em estado metálico na crosta terrestre. Sua obtenção depende de etapas de processamento até chegar ao estado em que o vemos normalmente. O processo da mineração da bauxita, que origina o alumínio, pode ser exemplificado da seguinte maneira:





1)
Remoção planejada da vegetação e do solo orgânico;
2) Retirada das camadas superficiais do solo
(argilas e lateritas);
3)

Beneficiamento:
  3.1 Inicia-se na britagem, para redução de tamanho;
  3.2 Lavagem do minério com água para reduzir (quando
         necessário) o teor de sílica contida na parcela mais fina;
  3.3 Secagem



A refinaria é a fase do processo que transforma a bauxita em alumina calcinada. O procedimento mais utilizado é o Bayer. Esta é primeira etapa até se chegar ao alumínio metálico.

1) Dissolução da alumina em soda cáustica;
2) Filtração da alumina para separar o material sólido;
3) O filtrado é concentrado para a cristalização da alumina;
4) Os cristais são secados e calcinados para eliminar a água;
5) O pó branco de alumina pura é enviado à redução;
6) Na redução, ocorre o processo conhecido como Hall-Héroult, por meio da eletrólise, para obtenção do alumínio.


As principais fases da produção de alumina, desde a entrada do minério até a saída do produto final são: moagem, digestão, filtração/evaporação, precipitação e calcinação.
As operações de alumina têm um fluxograma de certa complexidade, que pode ser resumido em um circuito básico simples, conforme figura abaixo.




Além da bauxita e de combustíveis energéticos, a produção de uma tonelada de alumina requer outros insumos, cujo consumo depende da qualidade do minério.


Parâmetros de consumo da alumina
Bauxita (t/t)
1,85 a 3,4
Cal (kg/t)
10 a 50
Soda cáustica (kg/t)
40 a 140
Vapor (t/t)
1,5 a 4,0
Óleo combustível - calcinação (kg/t)
80 a 130
Floculante sintético (g/t)
100 a 1000
Energia elétrica (kwh/t)
150 a 400
Produtividade (Hh/t)
0,5 a 3,0
Água m³/t
0,5 a 2,0
Fonte: Boletim Técnico - ABAL/Produtores de Alumínio Primário




Redução é o processo de transformação da alumina em alumínio metálico:

1) A alumina é dissolvida em um banho de criolita fundida e fluoreto de alumínio em baixa tensão, decompondo-se em oxigênio;
2) O oxigênio se combina com o ânodo de carbono, desprendendo-se na forma de dióxido de carbono, e em alumínio líquido, que se precipita no fundo da cuba eletrolítica;
3) O metal líquido (já alumínio primário) é transferido para a refusão através de cadinhos;
4) São produzidos os lingotes, as placas e os tarugos (alumínio primário).


A voltagem de cada uma das cubas, ligadas em série, varia de 4 V a 5 V, dos quais apenas 1,6 V são necessários para a eletrólise propriamente dita. A diferença de voltagem é necessária para vencer resistências do circuito e gerar calor para manter o eletrólito em fusão.

Sala de Cubas


Basicamente, são necessárias cerca de 5 t de bauxita para produzir 2 t de alumina e 2 t de alumina para produzir 1 t de alumínio pelo processo de Redução.

Diagrama de uma célula de redução



Os principais insumos para a produção de alumínio primário durante o Processo de Redução são indicados na tabela a seguir:

Insumos para a produção de alumínio primário (ano-base 2003)
Alumina
1919 kg/t Al
Energia elétrica
15,0 MWhcc/t Al
Criolita
8,0 kg/t
Fluoreto de alumínio
19,7 kg/t
Coque de petróleo
0,384 kg/kg Al
Piche
0,117 kg/kg Al
Óleo combustível
44,2 kg/t




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História da indústria do alumínio
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Consulte também:
Fundamentos do Alumínio e suas aplicações

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