resumo icpom-1

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ICPOM
Matéria prima: pode ser mineral ou vegetal
Rocha: agregado de minerais (ocorrência mineral) como magma de vulcão
Mineral: conjunto de elementos que se caracteriza por ter propriedades especificas e estrutura bem definida, pois se forma da repetição da célula unitária. Ex: densidade própria, susceptibilidade magnética e arranjo cristalino bem definido – hematita
Mineral de Interesse: mineral constituinte do minério que tem interesse econômico ou técnico
Ganga: conjunto de minerais sem interesse
Minério: agregado de minerais onde pelo menos um tem valor econômico
Classificação dos Materiais:
Metálicos
Todos os metais ferrosos e não ferrosos. Ferrosos são divididos em preciosos (prata, ouro), básicos (alumínio, cobre, estanho, zinco), estratégicos (silício, urânio) e refratários.
Cerâmicos 
	São bons isolantes elétricos e térmicos
Polímeros
É uma macromolécula formada pela repetição de pequenas e simples unidades químicas, ligadas covalentemente
Compósitos
Formados pela combinação de dois ou mais materiais distintos que matem suas propriedades individuais
Caracterização e Processamento da Matéria-Prima:
Métodos de Caracterização:
Caracterização Mineralógica:
Descreve quais minerais estão presentes no minério -> Métodos: Microscopia ótica e difração de raio X
Análise Química Elementar:
Fornece a composição dos elementos presentes, a porcentagem de cada elemento. Existem qualitativas(quais elementos) e quantitativas (quantidade de cada elemento). -> Métodos: Solubilização, precipitação seletiva, destrutiva e complexa
Análise Granulométrica:
Fornece a distribuição percentual , em peso, dos tamanhos dos grãos que constituem o material. Permite identificar o tamanho e a distribuição dos grãos e junto com a composição mineralógica permite se obter o grau de liberação
Grau de Liberação
Percentual do mineral de interesse que se encontra totalmente solto, liberado
= massa mineral de interesse solta/ massa total mineral de interesse
O resultado deve ser maior que 80%, para o processo de separação ser bem sucedido
** A caracterização tecnológica é feita quando queremos caracterizar o material com foco na tecnologia. Conjunto de técnicas laboratoriais para identificar: composição química, composição mineralógica, propriedades físicas e químicas, tamanho de partículas, liberação entre minerais contidos num minério.
Iniciativas de Processos Extrativos
A extração/ síntese engloba os processos físicos e químicos, pelo qual o minério passa até a obtenção do produto desejado. Geralmente usamos extração para metais e síntese para compostos.
Como os metais geralmente não são encontrados puros na natureza e sim nos minerais, normalmente precisa-se executar primeiro um processo físico para posteriormente ser feito um químico. Na maioria dos casos o minério deve ser tratado fisicamente em etapas que antecedem aos processos químicos.
Processos Físicos (Tratamento de Minérios)
É uma etapa de adequação granulométrica. Podem ser usados como matéria prima mineral, minerais industriais, alguns minérios de Fe e outros minérios. 
Alguns minérios de ferro não precisam ser concentrados pois já são constituídos praticamente de um só mineral, o de interesse. Estes podem ser subdivididos em 2 grupos: os granulados, já encontrados no tamanho ideal para entrar na etapa química, o alto forno e os finos, que precisam ser aglomerados.
Mas a maioria dos minérios precisa passar pela etapa de preparação (liberação do mineral de interesse) e por processos de separação do mineral de interesse (concentração).
Esse processamento tem como objetivo preparar a matéria prima para os processos químicos. São eles:
Preparo de Matéria Prima
A preparação da mat-prima altera apenas a característica granulométrica (diminui tamanho do grão) e o grau de liberação do minério (% de MI livre no minério). Diminui-se a granulometria com intuito de aumentar o grau de liberação.
Tem como objetivo tornar o grão mais fino.
Adequação granulométrica: preparar o mineral para aglomerar ou para liberação do mineral de interesse. 
A liberação do mineral de interesse (voltada para concentração) envolve a adequação granulométrica, pois para liberar é preciso fragmentar/moer. Partículas maiores = maior seletividade e partículas menores = maior liberação, porém menor seletividade.
Métodos(COMUNUIÇÃO):
Britagem: fragmentação grosseira em britadeiras de ≠s modelos
Feito a seco e por compressão;
O grau de liberação pode ser alto ou baixo, se for baixo fazer mais britagem;
Vantagens: gasta menos energia porque tem menos massa e produz menos finos (farelos que não se pode extrair nada)
Moagem: fragmentação mais fina em moinhos de ≠s formatos
Feito a úmido(com água) e por atrito;
Investimento energético maior do que a britagem por causa do tamanho das partículas;
Menos finos, pois nesse processo eles podem ser reutilizados, já que estão misturados com água;
Finos: tem MI e alto grau de liberação
Equipamentos de Separação: peneiras para as partículas grossas e classificadores para partículas mais finas
Concentração
Após liberar o mineral de interesse, é necessário separa-lo do resto do minério (ganga), ou seja, concentra-lo. Depende da caracterização da matéria prima.
Métodos Gravimétricos: utilizado quando o minério é constituído por minerais com diferentes densidades. Se para atingir o grau de liberação for necessário à geração de muitas frações finas deve-se selecionar o processo com mais seletividade e sensibilidade para enxergar diferentes densidades:
Elutriador: mais grosseiras
Jig: intermediárias
Mesa: finas – junção dos outros dois métodos, enxerga partículas ainda menores.
Magnético: o mineral precisa ter alguma suscetibilidade magnética.
Flotação: permite separação de minérios levados a uma granulometria mais fina. Esse método se baseia na capacidade do material de se molhar, “molhabilidade”. Processo utilizado para separar partículas de minerais diferentes de uma fase liquida. A separação é obtida pela introdução de pequenas bolhas de ar na fase liquida, que aderem ao material com baixa molhabilidade, arrastando-o para superfície da polpa. Menos recomendada para minerais pesados pois, mesmo tendo baixa “molhabilidade”são muito pesados para serem levados a superfície. Maior seletividade, permite a separação de minério com granulometria mais fina.
Floculação Seletiva: usada para separar minerais muito finos. Funciona através da adição de um agente aglutinante que faz com que as partículas de um mesmo mineral se aderem seletivamente ao se chocarem umas nas outras, formando flócluos que precipitam.
Aglomeração
Visa aumentar o tamanho do grão. É útil quando o concentrado é muito fina para os processo químicos (alto forno). Só se aglomera concentrado (MI)
Briquetagem: compactação das partículas do material a altas pressões, formando briquetes
Sintetização: Junção de partículas a partir de uma fusão incipiente, um tipo de solda entre as partículas
Pelotização: tipo de “colagem” entre as partículas. São adicionados água e aglutinante aos grãos finos, que se misturam em um disco pelotizador. Na pelotização é necessário fazer um processo de adequação granulométrica antes, para tornar as partículas ainda mais finas e assim aglomera-las. Isso acontece porque as partículas são muito finas para irem ao forno e não finas o suficiente para serem aglomeradas.
Processos de Extração e Refino:
Processos Pirometalurgicos:
Compostos metálicos tendem a diminuir sua estabilidade com o aumento da temperatura, por isso, a maioria dos processos de extração são realizados dessa forma (Processos Pirometalúrgicos). 
São realizados em fornos ou reatores;
Temperaturas elevadas fazem frequente a existência de escórias;
Processos Eletrometalúrgicos:
Processos de extração e refino de metais não ferrosos, quando o processo pirometalúrgico se mostra pouco eficiente. 
Extração de Alumínio:
Exemplo mais importante de metal extraído pela eletrolise de sais fundidos – metal não ferroso mais produzido do mundo.
Seu minério viável é a bauxita (AL203H20) que é inicialmente concentradapelo processo Bayer.
PROCESSO BAYER: dissolução da bauxita em soda cáustica - dissolve alumina (AL2O3) mas não dissolve as impurezas do metal tais como: Sílica(SIO2), e Hematita(FE203). 
A Alumina é então usada para a extração do alumínio pelo processo Hall-Héroult.
HALL-HÉROULT: alumina é dissolvida em criolita(NA3ALFE6), ótimo solvente de alumina. Solução pode ser eletrolisada com sucesso na extração do alumínio sem que haja decomposição do solvente. Esse processo chega a uma pureza de 93%, passando por um refinamento chega a até 99,9%.
Processos Hidrometalúrgicos:
São processos úteis quando o metal a ser extraído é de baixo teor no mineral contido. Dissolução do minério em algum tipo de solvente. Processos Úmidos.
Etapas:
Lixiviação (solução do minério com o solvente adequado)
Lavagem do minério lixiviado
Classificação do minério lavado
Precipitação ou extração do mineral desejado a partir de solução clarificada. (etapa final, pode ser feito por eletrolise ou por troca química)
Extração do Zinco
É feita em 3 etapas piro, hidro e eletro. 
1a etapa: Ustulação Oxidante (Piro):
	Entra esfarelita (ZnS) sofrendo redução no alto-forno produz escória (ZnO) e uma S02 que se unindo a H20 forma uma solução de H2SO4 que vai ser utilizada na segunda fase Hidrometalurgica.
2a etapa: Lixiviação e Precipitação(Hidro)
	Nessa fase ocorre uma lixiviação ácida formada pela escória da fase 1 e a solução de H2SO4 (formada na fase 1 pela junção de S02+H20). Ocorre uma precipitação seletiva de impurezas, que mesmo eliminando a maior parte delas o Zn permace impuro na solução. 
3a etapa: nela é possível eliminar todas as impurezas que permanecem no Zn, obtendo zinco puro. 
Processos Siderúrgicos:
1a etapa: Alto-Forno -> obtenção do ferro-gusa.
2a etapa: Conversor LD: limpeza do ferro-gusa; recebe o ferro gusa sólido e líquido, fundente, sucata e O2 puro, com eles produz um aço primário (ainda impuro), gases poluentes e escória. 
3a etapa: Após conversos LD: são inseridos eletrodos dentro da solução aquosa que o aço está inserido para deixar o aço mais puro.
O Ferro pode ser encontrado na forma de óxidos na natureza. Seus principais minérios principais: magnetida, HEMATITA, limonita, siderita e pirita. 
ALTO-FORNO:
O alto-forno é alimentado com carga sólida na sua parte superior e ar pré-aquecido na parte inferior.
CARGA (MINÉRIO, COQUE, FUNDENTE):
Minério de ferro: Geralmente à base de hematita contido sob forma de pelotas sinterizadas. Acompanhado de uma pequena proporção de ganga.
Fundente: base de calcário, que calcino no interior do alto-forno formando Cal que atuará no acerto da escória. Os fundentes são adicionados a escória com o objetivo de básico de diminuir a temperatura de fusão.
Coque: Obtito previamente pela destilação do carbono mineral, tem o objetivo duplo de prover carbono-redutor e carbono-combustível.
PRODUTOS (FERRO GUSA, ESCÓRIA, POEIRA, GASES)
Ferro Gusa: Ferro em estado líquido contendo carbono dissolvido e impurezas originadas da ganga, do minério ou do próprio coque. O ferro que resulta do alto-forno é sólido e esponjoso e vai se tornando líquido a medida que a temperatura no alto-forno vai aumentando. Esse banho de ferro gusa se deposita no fundo do forno podendo ser escoado de tempos em tempos.
Escória: Mistura de óxidos em estado de fusão, que por terem menor densidade sobrenada o banho de ferro-gusa e pode ser facilmente escoado por um orifício. É composto de Ganga e fundente carregado no forno.
receptor da ganga e de outras impurezas que acompanham o composto metálico e o minério no processo de extração e refino.
Necessita ser suficientemente fluida (para poder se separar facilmente do banho metálico) e fundir em temperaturas relativamente baixas (para ser compatível com a temperatura do banho metálico)
Silica é seu componente mais relevante – se encontra na ganga de quase todos os minerais. 
Proteger e isolar termicamente o banho metálico aumentando o rendimento térmico do processo.
Poeira: Cinzas resultantes da queima
Gases: Evoluem para a parte superior do alto-forno e seu calor é aproveitado no pré-aquecimento do ar insuflado no alto-forno. 
Questões:
Importancia da pelotização na produção do aço: Como o alto forno possui um fluxo de gases, a pelotização garante que o minério não chegue na fase do alto forno com granulometria baixa suficiente para acontecer perda de minério.
Preparacao matéria prima: britagem (grãos maiores, seco, por compressão, baixa energia, menos finos) e moagem (grãos menores, úmida por atrito, alta energia, finos com alto grau de liberacao). Alteracao da granulometria e do grau da liberação. Diminui granulometria para aumentar grau de liberação. Quanto menor o tamanho da particular, maior grau de liberação, porem ha perda de seletividade. Separacao: peneiras (grãos maiores) e classificadores (grãos menores). Essa preparação eh necessária, pois no processo de concentração, soh pode ser feito com o mineral de interesse.
Processos Quimicos aquisição do metal: é muito difícil achar na natureza um metal que nao precise passar pelo processo de liberação. 
Qual relação entre a produção do alumínio e do aço? Em ambos os casos deve separar o metal do óxido, no entanto o processo sao completamente diferentes.
Escória: baixa temperatura de fusão e estado fluida. Importancia: recepto
Prova 2013.1
Discuta a relevância, ou não, da liberação mineral no que tange a obtenção de concentrados de elevado teor. Neste contexto, eh possível quantificar esta liberação mineral? Justifique. Finalmente, discuta se na pratica é ou não vantajoso trabalhar com uma liberação plena do mineral de interesse. O grau de liberação está diretamente ligado ao sucesso da concentração do mineral de interesse de um determinado minério. Sim, quantifica-se esta liberação usando massa do mineral de interesse solta dividido massa total do mineral de interesse. O resultado deve ser maior do que 80% para que o processo de separação ser bem sucedido. Apesar de ser impossível atingir uma liberação de 100% do mineral de interesse, seria o cenário ideal e super vantajoso ja que desta forma iriamos extrair todo mineral de interesse.
Comente sobre as expectativas em relação as recuperações em massa global e de mineral de interesse alcançadas através de um fluxograma de concentração mineral qualquer. No seu entendimento, uma alteração na granulometria do minério pode alterar os valores das respectivas recuperações? Justifique. Finalmente, comente se a flotação apresenta alguma característica vantajosa no que diz respeito a concentração de minério com granulometria fina. Justifique, enfatizando os princípios inerentes a referida técnica. Quanto menor a granulometria, maior o grau de liberação do mineral de interesse, logo maior recuperação global do MI. Flotação é um processo de concentração para grãos finos que se baseia na molhabilidade do grão. 
Em sua opinião, é possível afirmar que todo mineral oxidado pode ser reduzido pelo Carbono e/ou pelo Monóxido de Carbono (CO)? Justifique e exemplifique a sua resposta para metais diferentes, incluindo no seu relato a descrição das principais etapas envolvidas em cada caso. Nao, pois existem outras formas de realizar essa redução (hidrolise e eletrolise) como sao feitas com o Aluminio. Ele é reduzido na hidrolise pela solução de NaOH.