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Prof. Marcos Baroncini Proença
Princípios dos Processos Químicos 
Industriais
Aula 6
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Conversa Inicial
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Nesta aula, iremos comentar sobre indústrias 
de processos químicos, especificamente 
sobre as características e atuação da 
petroquímica, química fina, farmacêutica, 
inorgânica e agroindústria
Ao final desta aula, você terá visto conceitos 
técnicos referentes às indústrias de 
processos químicos
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Petroquímica
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É inegável o quanto o mundo moderno 
necessita dos derivados do petróleo, mesmo 
sendo uma fonte de energia não sustentável. 
Esta dependência vai perdurar por muitos 
anos ainda, de modo que essa área propiciará 
boas oportunidades de emprego, desde a 
extração e refino até a comercialização dos 
produtos derivados
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O petróleo é composto, em uma fração 
percentual mínima de 80%, por uma cadeia 
de hidrocarbonetos que, no processo de 
refino, irá gerar desde gases até o coque. 
Possui também oxigênio, nitrogênio, enxofre 
e metais pesados, em forma combinada com 
os hidrocarbonetos, em pequenas 
porcentagens. As frações percentuais dos 
hidrocarbonetos e dos elementos combinados 
definem a qualidade dos diversos tipos de 
petróleo existentes
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O API (American Petroleum Institute) apresenta 
diversas formas de classificar o petróleo, 
segundo sua densidade, teor de enxofre e 
característica predominante dos hidrocarbonetos 
presentes. O grau de densidade API (°API), é 
obtido por:
��� �
���,�
	
��
���
 ���
�í�
��
� 131.5�
Onde a densidade específica do material é 
calculada em função do padrão, que é a água. 
Quanto maior o valor de °API, mais leve é o 
petróleo
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Assim, a classificação pelo valor do °API é:
Petróleos leves: acima de 30°API 
(<0,72g/cm3)
Petróleos médios: entre 21 e 30°API
Petróleos pesados: abaixo de 21°API 
(>0,92g/cm3)
A classificação do óleo bruto segundo o teor de 
enxofre da amostra é:
Petróleos doces (sweet oil): teor de enxofre 
<0,5% da massa
Petróleos ácidos (sour oil): teor de enxofre 
>0,5% da massa
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Sabemos que o petróleo produzido no Brasil 
apresenta, em média, 29°API e um teor 
médio de enxofre de 0,52% em peso, o que o 
caracteriza como petróleo médio do tipo 
ácido. Também é predominantemente 
parafínico ou parafínico-naftênico, sendo:
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Petróleos parafínicos: os hidrocarbonetos 
parafínicos, de cadeia carbônica linear, estão 
presentes em uma fração igual ou superior a 
75%. Geram gasolina de baixo índice de 
octanagem e resíduos com elevado teor de 
parafina, mas querosene de alta qualidade, óleo 
diesel de boa combustão e óleos lubrificantes de 
elevada viscosidade
Petróleos naftênicos: os hidrocarbonetos 
naftênicos, de cadeia carbônica cíclica, estão 
presentes em uma fração superior a 70%. Geram 
gasolina de alto índice de octanagem, óleos 
lubrificantes de boa viscosidade e resíduos 
asfálticos de bom valor agregado
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A indústria do petróleo é 
composta das seguintes 
etapas: exploração, 
extração, produção, 
transporte, refino e 
distribuição. Vamos nos 
ater ao refino do 
petróleo, embora em 
todas estas etapas haja 
oportunidades de 
emprego na área de 
processos químicos 
industriais
Fig.1.Fluxograma indústria petróleo 
Macrovector/Schutterstock 1263180493
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No refino, por diversas operações físicas e químicas 
interligadas entre si para aproveitamento máximo da 
energia do processo, o chamado óleo bruto é 
fracionado, gerando até 350 produtos derivados de 
composição e propriedades físico-químicas 
diferentes, para as mais diversas aplicações
Fig.2. Refinaria de petróleo 
jutawat Rawichot/Schutterstock
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O refino de petróleo começa pela 
dessalinização. Nesse processo, o petróleo é 
aquecido e encaminhado a um vaso onde 
emulsificadores irão gerar uma lama oleosa, 
bem como um efluente de água salgada
Após isso, é aquecido até aproximadamente 
370°C e segue para o fracionamento em 
colunas de destilação atmosférica. A parte 
líquida, ou condensada, desce e é retirada 
pelo fundo. A gasosa sobe e é retirada pelo 
topo
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No sentido do fundo para o topo 
da coluna, cada prato tem 
temperatura menor que o do 
estágio anterior e assim os 
derivados de petróleo 
condensam. Nesta etapa, são 
obtidos o GLP, a gasolina, o 
querosene, o óleo diesel e 
nafta. Também é gerado 
resíduo atmosférico, que segue 
para tratamento e recuperação 
de derivados. A fração mais 
pesada, retirada pelo fundo da 
coluna, segue para 
reaquecimento e para um 
segundo fracionamento, agora 
em coluna de destilação a vácuo
Fig.3. Destilação do petróleo
Steve Cymro/Schutterstock
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A alimentação da coluna de destilação a vácuo, 
pré-aquecida a 395°C, é feita na parte inferior da 
coluna. Os hidrocarbonetos mais pesados, como 
o óleo combustível ou o asfalto, se depositam no 
fundo da coluna, formando o resíduo de valor 
agregado. O óleo pesado, o gasóleo pesado e 
gasóleo leve são retirados lateralmente. Os 
gases que chegam ao topo são ejetados por 
ejetores de vapor d'agua, sendo essa ejeção 
responsável pela geração do vácuo da coluna de 
destilação
Os gasóleos seguem para o craqueamento 
catalítico fluido (FCC)
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O processo de craqueamento 
utiliza, sequencialmente, o riser
(para pré-aquecimento da 
alimentação), o reator FCC (para 
a geração dos produtos), o 
ciclone e o regenerador, onde os 
catalisadores são recuperados 
para uso. No fundo, saem 
resíduos aromáticos e o coque; 
nas laterais, o óleo leve; no topo, 
saem o gás combustível, o GLP e 
a gasolina. Os catalisadores mais 
usados são a platina, a alumina e 
a sílica
Fig.4. Unidade FCC
EVGENY HAR/ Schutterstock
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Há ainda os processos de dessulfurização do gás 
combustível e do GLP e gasolina, desasfaltação a 
propano, que é um processo de obtenção de óleo 
desasfaltado para ser incorporado ao gasóleo da 
destilação a vácuo para produção de 
combustíveis na U-FCC ou na produção direta de 
lubrificante desaromatização a furfural, para a 
produção de lubrificantes, desparafinação a 
metil-isobutilcetona (MIBC), para a produção de 
lubrificantes, mas também para geração de 
parafinas oleosas que seguem com o gasóleo 
para a U-FCC ou são desoleificadas para 
produção de parafinas comerciais
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Posteriormente, seguem para processos de 
conversão, que são processos de natureza 
química cujas reações, fracionamento, 
reagrupamento ou reestruturação molecular 
modificam a composição molecular para um 
produto de maior valor agregado. Esses 
processos podem ser de craqueamento 
térmico, hidrocraqueamento catalítico, 
viscorredução, coqueamento, 
hidrotratamento/hidroprocessamento, 
alquilação, isomerização e polimerização
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Química fina
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A indústria de química fina gera produtos de alto 
grau de pureza, isentos de contaminações, 
usados para fabricação de fármacos, defensivos 
agrícolas, corantes e pigmentos, extratos, 
essências e fragrâncias, aditivos para 
cosméticos, excipientes e intermediários de 
síntese, aditivos para polímeros, combustíveis, 
graxas e lubrificantes, catalisadores e aditivos 
para alimentos. Os produtos são gerados por 
meio de sínteses químicas orgânicas e 
inorgânicas com alto grau de complexidade ou 
por processos biotecnológicos e 
nanotecnológicos
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Química fina
Fig.5. Unidade de extração de perfume
Laborant/Schutterstock
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Os processos de fabricação da indústria de 
química fina são realizados, em sua maioria, 
por processos em batelada, entretanto, 
alguns produtos, como corantes, são gerados 
por processos de fluxo contínuo. Os produtos 
gerados são de alto valor agregado e baixa 
produtividade. Nessa indústria, é usada a 
maioria das operações unitárias referentes à 
extração, concentração, adsorção, absorção, 
destilação, filtragem, além de rigorosos 
processos de tratamento de efluentes
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Farmacêutica 
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A indústria farmacêutica produz, por 
processo de síntese química, os fármacos, 
substâncias químicas farmacologicamenteativas utilizadas na preparação de 
medicamentos. Também são obtidos, por 
processo de extração, fármacos de origem 
vegetal, animal e biotecnológica. Esses dois 
processos são característicos das duas áreas 
que essa indústria abrange: a dos produtos 
alopáticos e a dos produtos homeopáticos
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Além disso, esta 
indústria gera soros e 
vacinas; contraceptivos; 
medicamentos 
fitoterápicos; a 
fabricação de kits e 
preparados para 
diagnósticos médicos; 
curativos, bandagens, 
água oxigenada, água 
boricada, tintura de iodo 
e outros. (...)
Fig.6. Tanques de mistura para produção de 
medicamento
Dmitry Kalinovsky/Schutterstock
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(...)
Há ainda o ramo da 
indústria farmacêutica 
veterinária, onde são 
produzidos fármacos 
alopáticos e homeopáticos 
destinadas a animais, 
abrangendo desde pets até 
animais da agroindústria e 
selvagens, bem como 
vacinas veterinárias e 
antiparasitárias
Dmitry Kalinovsky/Schutterstock
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A produção dos medicamentos usa os 
fármacos, onde se encontra o princípio ativo 
do medicamento, e os excipientes, que são 
substâncias inertes, usadas como veículos 
para os fármacos 61
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Esta área é a que mais exige eficiência no 
controle de qualidade. Durante todo o processo 
produtivo, são coletadas amostras de todos os 
lotes, dentro de um programa estatístico de 
controle de qualidade, para verificar se 
características como peso, dureza, aparência e 
composição estão dentro das especificações do 
produto e seguem as normas da Agência 
Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). No 
final do processo produtivo, os medicamentos 
passam por novos processos de controle de 
qualidade antes de serem liberados
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O processo de controle 
de qualidade 
considerado mais 
importante é o teste 
microbiológico, no qual 
amostras de lotes finais 
são colocados em meios 
de cultura seletivos para 
o desenvolvimento de 
microrganismos, 
permanecendo 
encubados por sete dias 
Fig.7. Meios de cultura em incubadora
Khamkhlai Thanet/Schutterstock
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(...)
O aparecimento de 
qualquer microrganismo, 
inofensivo ou não para a 
saúde humana, durante ou 
ao final do período de 
encubação, levará ao 
descarte de todo o lote e 
investigação sobre a 
contaminação
Khamkhlai Thanet/Schutterstock
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A etapa mais crítica do processo produtivo é 
a pesagem dos fármacos e excipientes
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Cada fármaco ou excipiente é pesado 
individualmente para evitar contaminação por 
partículas de outras substâncias ou até mesmo 
entre lotes diferentes da mesma substância, 
sendo que, em toda troca de lote de substâncias, 
a sala é completamente higienizada, para evitar 
que um lote seja arrastado para outro 
(carryover). São usadas balanças de ultraelevada 
precisão e específicas para cada substância. A 
substância pesada segue para o processo 
produtivo, em recipientes identificados que 
são rastreados e validados de acordo com 
normas da Anvisa
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A grande maioria dos medicamentos se 
apresenta na forma de cápsulas ou comprimidos. 
Antes de se transformarem em comprimidos ou 
cápsulas, a mistura contendo fármacos e 
excipientes passa por uma operação unitária de 
granulação, que transforma o pó em grânulos. 
Esses grânulos seguem então para a operação 
unitária de prensagem, seguida ou não do 
encapsulamento, para sua apresentação final. 
Após isso, seguem para o acondicionamento em 
cartelas ou frascos, embalagem e expedição, 
sempre passando por análises rigorosas de 
controle de qualidade
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As cartelas são de plástico e/ou alumínio, e 
os frascos de plástico ou vidro temperado, 
para evitar qualquer tipo de contaminação da 
expedição até seu uso
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O conjunto cartelas ou frasco, bula e 
embalagem são então pesados em uma 
balança de alta precisão, para o controle de 
peso (checkweigher). Se o conjunto não 
atingir a especificação de peso 
correspondente à mistura estequiométrica 
dos fármacos e excipientes mais o peso das 
cartelas/frasco, da bula e da embalagem 
externa, o conjunto é descartado e segue 
para checagem manual. O conjunto rejeitado 
segue para um processo de análise de erro e 
depois é preferencialmente incinerado
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Agroindústria
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Agroindústria é o conjunto de operações 
unitárias para a transformação de matérias-
primas provenientes da agricultura, pecuária, 
aquicultura ou silvicultura em produtos 
industriais de valor agregado. 
Comparativamente a outros processos 
químicos industriais, apresenta a 
singularidade de depender de sazonalidade, 
perecibilidade e heterogeneidade, 
principalmente, da matéria-prima agrícola. 
(...)
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(...) Embora essa área de processos químicos 
industriais seja majoritariamente voltada a 
alimentos, uma parcela significativa de sua 
produção está voltada ao vestuário, 
fertilizantes e insumos, tendo ainda um 
crescente aproveitamento de resíduos gerados 
tanto na produção agrícola quanto na criação 
pecuária, bem como do processamento 
agroindustrial, para geração de biofertilizante
e energia
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É dividida em duas áreas: produção de produtos 
alimentares, como refeições industriais, sucos, carnes, 
embutidos, laticínios, farinhas e outros; e produção de 
produtos não alimentares, como fibras, couros, calçados, 
fertilizantes e outros
Fig.8. Produção industrial de ovos e de calçados de couro
N-sky/Schutterstock panpote/Schutterstock
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Na produção de alimentos de base na 
agricultura, a matéria-prima passa primeiro 
por um processo de limpeza, com jatos de ar 
em peneiras ou spray de água em esteiras 
rolantes, para remover contaminantes como 
terra e insetos. Posteriormente, passa por 
um processo de seleção, onde matérias-
primas impróprias para consumo e 
processamento são descartadas. (...)
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(...) Após isso passa por um processo de 
classificação, onde a matéria-prima é separada 
em lotes em função do ponto de maturação, 
cor, tamanho, peso e outras necessidades de 
processamento. Por fim, no caso de legumes e 
frutas, passa por processo de descascamento 
manual ou mecânico e segue para as operações 
unitárias específicas
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Na produção de 
alimentos com base na 
pecuária, primeiro se 
faz a seleção dos 
animais para o abate, 
posteriormente se 
efetua o abate, são 
então retiradas as 
vísceras, (...)
Fig.9. Produção cortes de frango
Alf Ribeiro/Schutterstock
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(...) o couro ou as penas, 
para então serem feitos os 
cortes comerciais ou o 
processamento para 
geração de produtos 
alimentícios, câmaras frias 
ou embalamento e 
expedição Alf Ribeiro/Schutterstock
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Na agroindústria, são contempladas várias 
operações unitárias, de acordo com o produto 
final. Temos a trituração, a moagem e o 
peneiramento para produção, por exemplo, 
de farinhas e sucos. Temos também a 
secagem, a extração, a homogeneização e a 
concentração para a produção, por exemplo, 
de extratos, leite em pó e sucos 
concentrados. Temos também a operação de 
mistura, por misturadores e agitadores, 
fundamental para a produção de bebidas e 
alimentos industriais. (...)
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(...) Temos ainda as operações de separação 
por decantação, filtração, centrifugação e 
ultrafiltração para separação de sólidos de 
líquidos (ex.: sementes do suco de laranja), de 
sólidos de sólidos (ex.: cascas dos grãos de 
uva) e líquidos de líquidos (ex.: o soro do leite)
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Há ainda o tratamento térmico, 
destacadamente a pasteurização e a 
esterilização, extremamente importantes no 
processamento de alimentos, pois eliminam 
microrganismos patogênicos, como o 
Clostridium botulinum, e inativam enzimas 
presentes nos alimentos, aumentando assim 
o tempo de vida das bebidas e dos alimentos 
produzidos. (...)
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(...) Outro tratamento térmico de grande 
importância na agroindústria é o resfriamento, 
feito em câmaras de refrigeração, que objetiva 
aumentar o tempo de vida do alimento pela 
remoção de seu calor. No congelamento, se 
formam cristais de gelo dentro do alimento,reduzindo a água livre onde se desenvolvem os 
microrganismos. Na refrigeração, ocorre a 
inibição da multiplicação microbiana pela 
redução da energia no alimento. Há ainda a 
liofilização, que é o congelamento com 
desidratação do produto
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Temos também a operação unitária de 
destilação, notoriamente usada na indústria 
sucroalcooleira, cuja função é separar o 
etanol da água. Outra operação presente na 
agroindústria é a cristalização, bastante 
usada para a produção de açúcar cristal e sal 
grosso, por exemplo. A cristalização pode 
ocorrer por precipitação pelo resfriamento de 
uma solução concentrada e quente, ou por 
evaporação de uma solução. (...)
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(...) A extrusão é uma operação unitária por 
um processo termomecânico de transformação 
termoplástica contínua, onde o produto a ser 
moldado é extrudado, gerando produtos como 
salsichas. Há ainda o processo de transporte, 
que pode ser por bombas, esteiras, elevadores 
de canecas e transportadores pneumáticos
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Inorgânica
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A indústria de processos inorgânicos trata da 
extração, transformação e purificação de 
substâncias e elementos químicos a partir de 
matérias-primas inorgânicas. Também trata 
da síntese de produtos químicos inorgânicos. 
(...)
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(...) A área mais conhecida da indústria de 
produtos inorgânicos é a de transformação de 
minérios para a produção de cimento e cal, de 
materiais cerâmicos, siderúrgicos e 
metalúrgicos. As operações unitárias usadas 
nas indústrias inorgânicas são quase que 
exclusivamente matérias-primas sólidas, onde, 
além de mudanças de tamanho e composição 
química, ocorrem transformações na estrutura 
cristalina durante os processos físicos e 
químicos industriais para a geração dos 
produtos
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As operações unitárias mais usadas são as de 
trituração, moagem e peneiramento, mistura, 
fundição, clinquerização, extrusão, laminação, 
homogeneização, concentração e tratamentos 
térmicos. Com relação principalmente à fundição, 
alterações na temperatura ou tempo de 
residência podem gerar produtos diferentes para 
a mesma matéria-prima, por exemplo, 
produzindo aços com menor teor de carbono e 
produtos fora das especificações de mercado. 
Desse modo, o eficiente controle dos processos 
operacionais é de extrema importância
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O processo de produção de 
cimento implantado na maioria das indústrias 
brasileiras utiliza as seguintes operações 
unitárias:
Mistura e moagem das matérias-primas: o 
calcário, a argila e quantidades menores de 
óxidos de ferro e alumínio são misturados e 
moídos em moinhos de bolas até a 
obtenção da farinha crua
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Clinquerização da farinha crua em fornos 
rotativos: esta é aquecida até uma 
temperatura de 1.500°C e depois é 
subitamente resfriada por rajadas de ar, 
gerando o clínquer
Moagem do clínquer e adição de gesso e 
cargas para obtenção dos diversos tipos de 
cimento, embalamento e expedição do 
produto final
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Inorgânica
Fig.10. Produção de cimento 
kamienczanka/Schutterstock
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Esse processo exige um alto consumo de energia 
térmica, gerando um elevado consumo de 
combustíveis utilizados para aquecer os fornos 
rotativos para a produção de clínquer, e 
de energia elétrica, consumida para movimentar 
os equipamentos de operações unitárias e os de 
transporte. O controle de efluentes gerados pelas 
fábricas de cimento são essenciais, pois estas 
têm sido responsáveis por impactos ambientais 
relevantes. Assim, a precipitação eletrostática e 
a filtragem dos gases e pós de moinhos e outras 
operações têm de ser feitas de maneira bem 
precisa
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Na siderurgia, há a conversão de minério de 
ferro em ferro gusa e, posteriormente, a 
produção dos diversos tipos de aços com 
base nesse ferro gusa mais aditivos. No 
Brasil, o carvão vegetal é amplamente usado 
no processo siderúrgico, junto com o carvão 
mineral. O carvão exerce duplo papel na 
fabricação do aço. Como combustível, 
permite alcançar altas temperaturas (cerca 
de 1.500ºC) necessárias à fusão do minério. 
(...)
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(...) Como redutor, associa-se ao oxigênio que 
se desprende do minério com a alta 
temperatura, deixando livre o ferro. No alto 
forno, além do ferro gusa, se forma a escória, 
que é usada para a fabricação de cimento. Há 
novamente a necessidade de um rigoroso 
controle de qualidade no processo produtivo, 
bem como do tratamento de efluentes gerados
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Inorgânica
Fig.10. Siderúrgica
Lisa-S/Schutterstock
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Na metalurgia, são geradas ligas não ferrosas 
com base em minérios e aditivos. Estes 
processos compreendem desde a obtenção da 
liga não ferrosa em fornos de conversão, até 
operações como extrusão, forjamento, 
estampagem, laminação e trefilação. Podem 
ainda ser feitos tratamentos térmicos ou 
tratamentos termoquímicos para se obter o 
produto final
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