Processo Produtivo Do Aluminio
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Processo Produtivo Do Aluminio


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SENAI- CFP Guilherme Caldas Emrich

Tecnologia dos Materiais

Técnico em Mecânica

PROCESSO PRODUTIVO DO ALUMINIO

Derick Carlos dos Reis Andrade

Turma Mecânica / Noite

Barão de Cocais \u2013 MG
03/09/2014

ÍNDICE

1. Introdução
2. Produção do Alumínio
 2.1. Bauxita

 2.2. Conceitos e características do Alumínio
 2.3. Processo Fabril do Alumínio

 2.4. Implicações Ambientais deste processo fabril

 2.5. Medidas Atenuantes sobre as Implicações Ambientais deste Processo Fabril

3. Processo Bayer
 3.1. Surgimento
 3.2. Processo
 3.2.1. Parte Vermelha
 3.2.2. Parte Branca

 3.2.3. Crescimento

 3.2.4. Filtração

 3.2.5. Calcinação
 3.3. Produtos do Processo
 3.3.1. Alumina
 3.3.2. Hidróxido de Alumínio

4. Ligas de Alumínio

 4.1. Elementos de Liga
 4.2. Tabela de classes, características e aplicações
5. Redução Eletrônica

6. Considerações finais
7. Referências bibliográficas

Introdução
Esta pesquisa tem como objetivo sanar as dúvidas a respeito do processo produtivo do alumínio. Explicando como foi o surgimento do processo Bayer, os conceitos do processo produtivo do alumínio bem como sua aplicabilidade no dia-a-dia, alem de estar explicando sobre os elementos de liga e a redução que ocorre no processo do Alumínio.

Produção do Alumínio

 2.1Bauxita

A bauxita é um mineral terroso e opaco, encontrado mais comumente em regiões de clima tropical e subtropical. Através dela, obtém-se alumínio.

É formada por um processo químico natural, proveniente da infiltração de água em rochas alcalinas em decomposição, e composta principalmente de óxido de alumínio, além de sílica, óxidos de ferro e titânio. A bauxita ocorre em três formas principais dependendo do número de moléculas de água de hidratação e da estrutura cristalina. As três formas estruturais da bauxita são Gibsita \u2013 Al(OH)3 \u2013, Boemita e Diasporita \u2013 ambas AlO(OH). A diferença principal entre as duas últimas é que Diasporita tem uma estrutura cristalina diferente da Boemita, e requer temperaturas mais altas para que ocorra desidratação.
Este minério pode ser encontrado próximo à superfície com uma espessura média de 4,5 metros, coberto por solo e vegetação. Sua extração é geralmente realizada a céu aberto com o auxílio de retro escavadeiras.

 Bauxita

Em média, são necessárias 4 toneladas de bauxita para se obter 1 tonelada de alumínio. A bauxita deve apresentar no mínimo 30% de alumina aproveitável para que a produção de alumínio seja economicamente viável.

Cerca de 85% de toda bauxita produzida é utilizada como minério de alumínio. Outros 10% são usados em produtos químicos, abrasivos e produtos refratários. Os 5% restantes são usados para produzir abrasivos, materiais refratários e compostos de alumínio.

Conceitos e Características do Alumínio.
	O alumínio é o mais abundante elemento metálico da Terra, sendo o mais moderno dos metais comuns. O seu desconhecimento ao longo do tempo se deve ao fato de que, ao contrário de outros elementos metálicos (cobre ou ferro), ele não ocorre naturalmente em sua forma metálica, existindo sempre em combinação com outros elementos, principalmente o oxigênio, com o qual forma um óxido extremamente duro, conhecido como alumina (MÁRTIRES, 2001). Possui as seguintes características: baixo

peso específico, a resistência à corrosão, a alta condutibilidade térmica e elétrica e a infinita reciclagem apresenta uma ampla variedade de utilização, que o torna o metal não ferroso mais consumido no mundo.

Processo Fabril do Alumínio.
	A partir da extração da bauxita é retirada a alumina pelo processo denominado redução, é transformada em alumínio. Segundo Moura et al. (2008), primeiramente, depois de minerada, a bauxita é transportada para a fábrica, onde chega ainda em seu estado natural. Lá, é iniciada a primeira de muitas reações químicas. A bauxita é moída e acrescida de uma solução de soda cáustica, que a transforma em pasta. Aquecida sob pressão e recebendo novas quantidades de soda cáustica, esta massa se dissolve e forma uma solução que passa por processos de sedimentação e filtragem. Nesta etapa, são eliminadas todas as impurezas e a solução restante ficando pronta para que dela seja extraída a alumina. Em equipamentos chamados de precipitadores, a alumina contida na solução é precipitada pelo processo de "cristalização por semente". O material resultante precisa ser lavado e seco por aquecimento. Assim, é obtido o primeiro estágio da produção de alumínio: a alumina, que se apresenta sob a forma de pó branco e refinado, de aspecto semelhante ao açúcar. Nesta fase, o processo químico denominado Bayer é o mais utilizado. Nele, a bauxita é dissolvida em soda cáustica e, posteriormente, filtrada para separar todo o material sólido, concentrando-se o filtrado para a cristalização da alumina. Estes cristais são secos e calcinados a fim de eliminar a água. Então, a alumina é finalmente transformada em alumínio por meio de um processo de eletrólise.

Implicações Ambientais deste Processo Fabril.
	Quanto às implicações ambientais do processo de fabricação do alumínio, destaca-se principalmente a etapa da exploração do minério bauxita, pois nesse processo exige-se a remoção completa da vegetação e da camada superior do solo que em média são necessárias de quatro a cinco toneladas de bauxita para produzir duas toneladas de alumina.

Medidas Atenuantes sobre as Implicações Ambientais deste Processo Fabril.
	São necessárias medidas que venham atenuar os impactos advindos da produção da bauxita, dentre estas medidas é de extrema importância que a empresa que fabrica o alumínio e extrai a bauxita possua e aplique as ações propostas num projeto de recuperação de áreas degradadas, visto que os impactos oriundos da exploração da bauxita são diversos. Além de monitorar os resíduos sólidos e líquidos gerados na atividade e procurar medidas que venham diminuir os impactos ambientais negativos dessa atividade, e ainda de obedecer às leis e regulamentos ambientais vigentes.

Processo Bayer

 3.1 Surgimento

O Processo Bayer foi desenvolvido e patenteado por Karl Josef Bayer, em 1888, na Áustria.

Antes de seu desenvolvimento, a Alumina era obtida pelo Processo de Le Chatelier, que consistia no aquecimento de bauxita com Na2CO3 a 1200°C, eliminação de aluminatos formatos por lavagem com água, precipitação através da ação de CO2 e posterior filtragem, obtendo-se o Al(OH)3.
Figura 1.1
Tal processo tinha um custo muito elevado, e não apresentou resistência ao ser substituído pelo Bayer, que foi considerado o marco do nascimento da hidrometalurgia moderna, junto com o processo de cianetação para tratamento de ouro e prata.

A princípio, o processo Bayer era utilizado apenas na indústria têxtil, passando a ganhar importância na metalurgia a partir da sua união com o processo Hall-Heroult, onde ocorre a eletrólise da Alumina e formação do alumínio metálico.

FIGURA 1.1 - Karl Josef Bayer

Processo
O Processo baseia-se na separação no minério Gibbsita (Al(OH)3) da lama contida na bauxita e posterior obtenção de Alumina (Al2O3) através de métodos físicos e químicos, popularmente chamados de \u201cparte vermelha\u201de \u201cparte branca\u201d e descritos mais detalhadamente a seguir.

3.2.1. PARTE VERMELHA

A parte vermelha tem por objetivo separar a alumina (Al2O3) dos outros óxidos encontrados na bauxita, como óxidos de Vanádio, Titânio, Ferro e Silício . O composto de interesse