Resumo - Cobre (Cu)

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Cobre
	
	O elemento de transição cobre é um metal de coloração vermelha discretamente amarelada, com um brilho levemente opaco de aspecto agradável, está localizado no grupo I-B da tabela periódica, possui número atômico 29, massa atômica 63,55 g mol-23, ponto de fusão de 1038°C, ponto de ebulição 2927ºC, é um metal macio, maleável e dúctil. O símbolo químico do metal é Cu, originado do latim “cuprum”, em alusão  ilha do Chipre onde se acredita ter sido encontrado pela primeira vez.
É encontrado, comumente, nas zonas oxidadas dos depósitos de cobre, associado à cuprita Cu2O, à malaquita Cu2CO3(OH)2 e à azurita Cu3(CO3)2(OH)2 . Também pode ser encontrada na calcopirita (CuFeS2), sulfeto duplo de ferro e cobre.
Este é um dos metais mais antigos de que se tem conhecimento, em virtude da idade do bronze no período neolítico, onde o cobre passou a ser muito utilizado, pesquisadores afirmam que a mineração do cobre tenha se iniciado há cerca de 5.000 anos. Houve um tempo que o metal foi considerado raro e seu custo bastante elevado, depois que este começou a ser encontrado com frequência e seu custo diminuiu, até o momento em que se descobriu a sua extrema propriedade de conduzir calor e energia elétrica, e seu uso tornar-se industrial, o valor aumentou consideravelmente, mas nada comparado ao ouro ou prata, apesar de ser considerado um metal nobre.
Em contato com ar atmosférico por tempo prolongado o cobre sofre oxidação formando em sua superfície uma película tóxica oriunda de uma mistura de óxidos, hidróxidos e carbonatos, de cor verde comumente chamada de azinhavre. A utilização do cobre é bastante ampla sendo difundida em vários segmentos industriais.
Entre eles temos:
Utensílios de cozinha: tachos ciganos, panelas, bacias, talheres.
Condutores elétricos: cabos de alta e baixa tensão, conectores, contatos elétricos em geral, fabricação de motores.
Equipamentos: aquecedores solares, condutores de calor, tubulações de água.
Ligas Metálicas: cobre e estanho forma o bronze, cobre e zinco forma o latão e por fim cobre e ouro forma o ouro 18 quilates, por exemplo, estas são as ligas mais comuns e utilizadas, mas existem inúmeras outras.
Informações Importantes sobre o Cobre
O terceiro elemento: O cobre é o terceiro metal mais utilizado no mundo, atrás do ferro e do alumínio.
Eletricidade: 66% do consumo anual de cobre é voltado para aplicações elétricas.
Vantagens em sua utilização:
a) De fácil instalação
b) Duradouro
c) Rentável
d) Ecológico
e) Resistente
f) Universal
	Propriedades Físicas:
Aspecto: metal de bonita cor rosa avermelhado.
Densidade: 8,9 kg/dm3
Ponto de fusão: 1083 ºC.
Resistividade elétrica: 0,0171 mm2/m (cobre + 0,04 % O2).
Coeficiente de dilatação a 20 ºC: 16,5.10-6 por ºC.
O Cobre é um ótimo condutor, não é corrosivo, molda-se facilmente e é anti-bactericida.
Produção do Cobre
As reservas mundiais de cobre, medidas e indicadas, atingem atualmente cerca de 607 milhões de t de metal contido. Considerando a demanda atual de cobre refinado, da ordem de 11,8 milhões de t, tais reservas dariam para abastecer o mundo por cerca de 50 anos. 
Mais de 40% das reservas mundiais estão localizadas no Chile (27%) e nos Estados Unidos (15%). A seguir, com valores representativos, pode-se citar Polônia (6%), Zâmbia (6%), Rússia (5%) e Peru (4%). 
As reservas brasileiras medidas e indicadas atingiram, em 1995, 11,6 milhões de t de cobre contido, representando 1,9% do total mundial. Principais Estados produtores: Rio Grande do Sul, Bahia, Pará, São Paulo, Goiás e Minas Gerais.
Tecnologia e sustentabilidade
Reaproveitamento de água
Praticamente 100% da água utilizada no processo de produção de concentrado de cobre na Usina do Sossego, no Pará, é reaproveitada após ser captada na barragem de rejeitos. Fonte: Vale (mineradora global).
Bactéria mineradora
Em parceria com a Universidade de São Paulo (USP), no Brasil, desenvolvemos uma tecnologia para identificar bactérias e fungos que "comem" cobre, capazes de absorver o resíduo de nossas barragens de rejeitos. A pesquisa tem o potencial de incrementar substancialmente o reaproveitamento de cobre descartado, revolucionando os processos industriais. Fonte: Vale (mineradora global).
Utilização do Cobre
	O cobre está presente nos fios de rede. Mas porque a cor diferenciada? Pois os fios são revestidos de outro material para que se torne segura a utilização do cobre e sejam evitados acidentes diversos, já que ele pode propagar calor e energia facilmente.
Além disso, aproveitando suas propriedades, a construção civil utiliza amplamente este metal em diversas áreas, seja para aquecimentos de água e também refrigeração, produção de máquinas industriais e até para os aparelhos eletrônicos.
Sua propriedade anti-bactericida ajuda nos hospitais, moedas e sistemas de encanamento, pois evita o acúmulo de bactérias que fazem mal à saúde e não devem estar presentes nestes locais.
Outro lugar onde a utilização do cobre é muito importante é na fabricação de veículos, pois ele está presente nos fios, conectores, freios, rolamentos, radiadores e até mesmo no próprio motor. Um carro possui, em média, 1,5 km de fios de cobre, podendo aumentar em decorrência do tamanho do automóvel.
Em todos os lugares
Estátua da Liberdade
73 toneladas métricas de folhas de cobre foram utilizadas para revestir o monumento.
Cascos de navio
Combinado com o níquel, o cobre forma uma liga que impede que crustáceos se fixem aos cascos dos navios, diminuindo a resistência e o uso de combustíveis.
Trompetes, trombones, sinos e pratos
Misture cobre e zinco e você vai obter o latão, uma liga mais maleável e com propriedades acústicas melhores do que as dos dois metais sozinhos.
Encanamentos e maçanetas
O cobre também está nas nossas casas: ele é aplicado devido a suas propriedades antibacterianas, evitando a transmissão de germes em locais críticos.
Extração
	Atualmente, é obtido a partir de minérios, sendo os mais divulgados os minérios sulfurados. Existem minas na Inglaterra, Rússia, Egito, Japão, Estados Unidos e Congo.
Dois destes minérios destacaram-se em primeiro plano:
- A calcopirita (Cu2S + Fe2S3) cujo teor em cobre é de 34,5 %,
- A calcosita (Cu2S) contendo cerca de 80 % de cobre.
Os minérios oxidados e carbonatados também são encontrados frequentemente:
- A cuprita (Cu2O), óxido de cobre,
- A azurita (2 CuCo3), carbonato de cobre.
Uma observação geral deve ser feita sobre o local das jazidas de minérios de cobre: há predominância de minérios oxidados na superfície, os minérios sulfurados encontrando-se, pelo contrário, em profundidade.
METALURGIA DO COBRE - PREPARAÇÃO
É pelo calor que são geralmente tratados o minério de cobre, mas a par da termometalurgia, existe um processo de extração eletrolítico. Antes de se submeter aos diversos tratamentos térmicos, os minérios são submetidos a uma preparação mecânica que tem por objetivo enriquecer aqueles, eliminando a ganga, isto é, todos os elementos não contendo metal ou em quantidade insuficiente para merecer um tratamento térmico. Entre estas operações, citam-se a moagem, a lavagem e a flotação. Neste último método, o metal é pulverizado na presença de um óleo que só envolve os elementos sulfurados. O conjunto é em seguida colocado na água: os elementos sulfurados envolvidos no óleo flutuam, enquanto que a ganga afunda.
EXTRAÇÃO DO COBRE
Os tratamentos térmicos sucessivos para obter cobre são os seguintes:
a) Calcinação do minério (15 a 25%)
b) Fusão para obter uma massa contendo cerca de 25 a 45 % de cobre
c) Refinação ao conversor, a saída do qual aparece o cobre em bruto 
d) Refinação do cobre bruto
Primeira operação:
- Calcinação A:
 	Os minérios sulfurados sofrem uma calcinação que elimina os elementos voláteis e prepara a eliminação do enxofre, combinando este com o cobre. Os minérios oxidados são tratados num forno especial chamado Water Jacket no qual o oxigênio do minério é reduzido. Este forno possui paredes de alvenaria que são revestidas de camisas metálicascom circulação hidráulica, com o objetivo de aumentar sua duração. Por um processo complexo, o enxofre e o oxigênio são eliminados formando um gás sulfuroso SO2 (adicionado com água é recuperado para a fabricação de ácido sulfuroso). O cobre é então extraído sob uma forma ainda impura chamada massa cúprica. A operação é exotérmica.
Cu 40 a 50 %
Segunda operação:
- Fusão B:
 Forno de revérbero
 Massa de cobre 50-60 %
 -Afinação C:
A massa cúprica obtida apresenta uma grande quantidade de impurezas. É, portanto, necessário proceder a uma afinação por meio de um conversor, que permite um ganho considerável de tempo e melhora o rendimento. É um cilindro de aço revestido internamente de tijolos refratários (de natureza básica) e cuja posição pode ser mudada segundo os estágios da operação, assim como a insuflação de ar. Inclinando o aparelho eliminam-se as escórias por simples vazamento. A operação prossegue até que a massa atinja uma pureza de 98 a 99 % de cobre. A temperatura do banho atinge 1200 ºC.
 Terceira operação:
 - Refinação:
1ª Refinação térmica D: O cobre em bruto também pode ser refinado como os aços, em fornos de atmosfera oxidante. Os metais mais raros que o cobre (ouro, prata, selênio) subsistem, no entanto no metal, que pode ter, se a afinação for bem feita, propriedades comparáveis as do cobre eletrolítico.
2ª Refinação eletrolítica E: O cobre em bruto com 98 % no mínimo é refinado por processo eletrolítico (e). É vazado em placas que constituem os anodos e que mergulham num banho de sulfato de cobre e sulfato de ferro. O cátodo é formado por uma folha fina de cobre puro.
Durante a passagem de uma corrente contínua no banho, os íons de cobre Cu++ depositam-se sobre o cátodo enquanto que os íons SO4-- combinam-se com os metais dos anodos e dão sulfatos que regeneram o eletrólito. Escolhendo uma diferença de potencial suficientemente fraca entre os anodos e os cátodos, só os cátions de cobre depositam-se. Obtém-se, assim, uma filtragem seletiva do cobre por meio de uma corrente elétrica. Sua pureza atinge 99,98 %.
3ª Cobre OFHC (isento de oxigênio e de alta condutividade): Este metal é obtido por fusão, depois pela desoxidação dos cátodos obtidos por eletrólise e por fim fundido sob atmosfera redutora. Pode conter até 99,995 % de cobre, e torna-se então excelente condutor de corrente elétrica e adere perfeitamente ao vidro.
RECICLAGEM DO COBRE
O cobre é um dos materiais mais reciclados desde a Antiguidade, devido à facilidade e efetividade na recuperação. O processo de reutilização do cobre é por volta de 85% mais econômico do que a extração natural. Faz-se necessário ressaltar também, que não existe diferença de qualidade do material reciclado para o metal primário. Segundo o ProCobre, “estima-se que 80% de todo o cobre extraído durante os últimos 10 mil anos ainda está em uso na atualidade”. No processo de reciclagem do cobre praticamente não há produção de lixo residual. Segundo a Revista Ambiente, “aproximadamente 30% do cobre produzido é passível de reciclagem no Brasil”.
A reciclagem depende do tipo de resíduo/sucata que se quer reciclar, o mesmo será adicionado em momentos diferentes na rota. Essa definição é baseada principalmente na concentração de cobre na sucata e nos tipos de impurezas presentes.