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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.
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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:
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1) |
Remoção
planejada da vegetação e do solo orgânico; |
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| 2) |
Retirada
das camadas superficiais do solo
(argilas e lateritas); |
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| 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 |
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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.
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| 1) |
Dissolução da alumina
em soda cáustica; |
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| 2) |
Filtração da alumina
para separar o material sólido; |
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| 3) |
O filtrado é concentrado para
a cristalização da alumina; |
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4) |
Os cristais são secados e calcinados
para eliminar a água; |
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| 5) |
O pó branco de alumina pura
é enviado à redução; |
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6) |
Na redução, ocorre o processo
conhecido como Hall-Héroult, por meio da eletrólise,
para obtenção do alumínio. |
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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
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1,85
a 3,4 |
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10
a 50 |
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40
a 140 |
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1,5
a 4,0 |
| Óleo combustível - calcinação
(kg/t) |
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80
a 130 |
| Floculante sintético (g/t) |
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100
a 1000 |
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150
a 400 |
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0,5
a 3,0 |
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0,5
a 2,0 |
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| Fonte: |
Boletim Técnico - ABAL/Produtores
de Alumínio Primário |
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Redução é o processo de transformação
da alumina em alumínio metálico:
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| 1)
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A alumina é dissolvida em um banho de criolita
fundida e fluoreto de alumínio em baixa tensão,
decompondo-se em oxigênio; |
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| 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; |
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| 3)
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O metal líquido (já
alumínio primário) é transferido
para a refusão através de cadinhos; |
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| 4) |
São produzidos os lingotes, as placas e os
tarugos (alumínio primário). |
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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.
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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.
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Diagrama de
uma célula de redução |
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Os principais insumos para a produção de alumínio
primário durante o Processo de Redução
são indicados na tabela a seguir:
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Insumos
para a produção de alumínio
primário (ano-base 2003) |
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1919 kg/t Al |
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15,0 MWhcc/t Al |
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8,0 kg/t |
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19,7 kg/t |
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0,384 kg/kg Al |
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0,117 kg/kg Al |
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44,2 kg/t |
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Áreas Relacionadas
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do alumínio
Desenvolvimento Sustentável
Consulte também:
Fundamentos do Alumínio e suas aplicações |