ALUMINA E ALUMÍNIO - APRESENTAÇÃO

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Bruno Luis Costalonga 
Daniela Maciel Costa 
Felipe Ferraz Bressan 
Rodrigo Berti Bezana 
William Henrique Sambuichi 
O alumínio é um metal não magnético de 
baixa densidade amplamente utilizado 
Mas o que sabemos sobre o 
alumínio? 
História Através do Mundo 
 Terceiro elemento mais 
abundante na crosta terrestre, 
representando 8,13% da 
mesma; 
 Metal mais jovem utilizado em 
escala industrial; 
 Encontrado em formas 
combinadas, como óxidos ou 
silicatos; 
 Produzido comercialmente a 
cerca de 150 anos. Supera 
produção dos materiais não 
ferrosos. 
História Através do Mundo 
 EUA e Canadá maiores produtores mas 
sem jazida de bauxita, dependendo de 
importação; 
 Brasil perde apenas para Austrália e 
Guiné. Reservas na amazônia, sudeste 
Cronologia 
 6000 a.C.: Os Persas fabricaram potes 
e recipientes de argila que continham 
óxido de alumínio (Al2O3); 
 3000 a.C.: Argilas com alumina eram 
utilizadas por povos antigos do Egito e 
Babilônia para a fabricação de 
cosméticos, medicamentos e corantes 
de tecidos; 
Cronologia 
 1809: Primeira obtenção do que até então 
mais se aproximava do alumínio. 
Humphrey Davy foi o mentor da 
descoberta, fundindo ferro na presença de 
alumina; 
 1821: O francês P. Berthier descobre um 
minério avermelhado, que contém 52% de 
óxido de alumínio, perto da aldeia de Lês 
Baux, no sul da França. É a descoberta da 
bauxita, o minério mais comum de 
alumínio; 
 
Cronologia 
 1825: O físico dinamarquês Hans 
Christian Oersted consegue isolar o 
alumínio de outra maneira, a partir do 
cloreto de alumínio na forma como é 
conhecido hoje; 
 1854: Primeira obtenção do alumínio 
por via química, realizada por Henry 
Saint–Claire Deville; 
Cronologia 
 1855: Deville mostra, na exposição de 
Paris, o primeiro lingote de um metal muito 
mais leve que o ferro; 
 1886: Torna-se público o processo de 
obtenção de alumínio por meio da redução 
eletrolítica da alumina dissolvida em banho 
fundido de criolita; 
 Charles Martin Hall e Paul Louis Toussaint 
Héroult patentearam. Processo Hall-
Hérout. 
 Indústria global de alumínio. 
 
História no Brasil 
 Os primeiros registros de que se tem 
conhecimento de bauxita no Brasil são de 
1928; 
 Duas grandes concorrentes implantaram a 
produção do alumínio: 
• Elquisa - Eletro Química Brasileira S/A, de 
Ouro Preto (MG) 
• CBA - Companhia Brasileira de Alumínio, 
de Mairinque (SP) 
 
Processo de produção da 
Alumina 
Composição: 
 50 a 70% de Al2O3 
 0 a 25% de Fe2O3 
 12 a 40% de H2O 
 2 a 30% de SiO2 
 TiO2, V2O3 
 
A Bauxita 
Algumas condições são necessárias 
para que a extração seja possível e 
rentável: 
 
 A bauxita deve apresentar um elevado teor de 
alumínio e que esteja em condições de extração; 
 Ela também deve conter baixo teor de impurezas; 
 Ter adequada concentração e tamanho no 
depósito mineral; 
 Jazidas acessíveis; 
 Dentre outros fatores. 
 
 Reservas de bauxita são situadas em regiões 
tropicais e subtropicais. 
 As reservas conhecidas no mundo somam 34 
bilhões de toneladas. 
 Existem dois tipos de reservas: as triidratadas e as 
monoidratadas. 
 No Brasil, as reservas são 90% metalúrgicas, 9 
estados possuem reservas, onde 75% estão no PA 
e 16% em MG. 
 Ocorre em minas abertas; 
 Necessita da extração total da vegetação e da 
camada superior do solo, sendo uma das principais 
causas da destruição de florestas Tropicais e 
Subtropicais. 
 
A Mineração da bauxita divide-se em 
3 partes: 
 
 Lavra, 
 Beneficiamento, 
 Higienização e transporte. 
 
• Lavra 
 Consiste na remoção 
da camada superior do 
solo, de 
aproximadamente de 
10 a 50 cm de 
espessura. 
 O minério bruto 
encontra-se 
depositado de 2 a 10m 
de profundidade no 
solo. 
 
• Beneficiamento 
 Processos de 
britagem, lavagem e 
peneiramento. 
 
 Permite separar boa 
parte das impurezas, 
tais como a argila, 
areia e outros 
resíduos. 
 
• Homogeneização e Transporte 
 Permite a equalização das propriedades entre os 
lotes oriundos de diferentes locais de mineração. 
 Só então é transportado para a fábrica, onde 
haverá a produção de alumínio, ou para portos 
onde será exportado. 
 
Fluxograma da mineração da 
bauxita 
Conhecida como óxido de alumínio 
(Al2O3), é muito usada como abrasivo e 
como refratário. 
 
A Alumina 
Propriedades: 
 
 Boa resistência à 
corrosão; 
 Inerte quimicamente; 
 Isolante elétrico; 
 Resistência a altas; 
temperaturas; 
 Alta dureza; 
 Boa estabilidade térmica; 
 Excelentes propriedades 
dielétricas. 
 
 
 
 
Aplicações: 
 
• Guia-fios; 
• Válvulas para 
torneiras; 
• Pistões para bombas; 
• Selos Mecânicos; 
• Isolantes Elétricos; 
• Substratos eletrônicos; 
• Esferas para moagem; 
• Placas para Fornos; 
• Bicos para jato d’água 
de alta pressão. 
 
 A extração da alumina da bauxita é feita 
por um processo de refinamento 
denominado Processo de Bayer. 
 Esse refinamento pode ser divido em 4 
partes: 
 Digestão, Clarificação, Precipitação e 
Calcinação. 
 
Produção de Alumina 
Digestão 
 O minério é moído e é levado 
para o digestor, onde se 
acrescenta a soda cáustica, a 
cal e água, em altas 
temperaturas 
(aproximadamente 150°C). 
 
 
 
 Essa etapa separa as 
impurezas como a sílica e 
componentes de ferro e 
titânio. 
 
Clarificação 
 Nos espessadores, as impurezas sólidas 
precipitam formando a lama vermelha, que é 
descartada. 
 
 A solução remanescente ainda passa por uma 
filtração para maior clareamento. 
 
Precipitação 
 Quando resfriado, o 
aluminato da solução 
precipita e forma o 
hidróxido de alumínio, um 
sólido branco. 
 
 
 
 Pode-se adicionar alumina 
pura na mistura para 
auxiliar a sua cristalização. 
 
Calcinação 
 Por fim, o hidróxido de 
alumínio é levado para os 
fornos de calcinação para 
ser aquecido a altas 
temperaturas. 
 
 O produto final é a 
alumina: um pó fino, seco 
e branco com aspecto 
similar ao açúcar. 
 
Fluxograma completo do Processo 
Bayer 
Lama Vermelha 
 Compostos de Ferro, 
Titânio, Silício, além 
de outros metais 
pesados em pH 
alcalino. 
 Grande parte do custo 
de produção da 
alumina é para a 
disposição e 
gerenciamento da 
lama vermelha. 
 Existem métodos de extração dos metais pesados, 
porém são economicamente inviáveis em escala 
industrial. 
 
 Alguns problemas ambientais: 
 Contaminação da água e solo; 
 Contato com seres vivos; 
 Formação de poeira alcalina 
 
 
Processo de extração do 
Alumínio 
O Alumínio 
 O alumínio é o terceiro elemento mais 
abundante na crosta terrestre 
 Sua produção supera a SOMA de todos 
os outros metais não ferrosos 
 Principalmente produzido pelos Estados 
Unidos e Canada 
Propriedades: 
 
 Leve e com baixa 
densidade 
 Resistência 
 Elasticidade 
 Plasticidade 
 Fácil de trabalhar, 
soldar e montar 
 Resistente à corrosão 
 Bom condutor 
 De expansão linear 
 Não tóxico 
 Boa capacidade de 
refletir luz 
 
 Redução em cubas eletrolíticas. Originalmente, era feito 
com a alumina fundida a 2000°C. 
 
 No fim do Séc. XIX, o processo foi aperfeiçoado, ao 
dissolver a alumina em Criolita fundida (Na3AlF6), 
conhecido como Processo de Hall-Héroult. 
Produção de alumínio 
 A Criolita melhora a 
condutividade elétrica e 
diminui a temperatura do 
processo para 1000°C. 
 
 Requer alto consumo de 
energia: 
 15,7 kWh/ kg de Alumínio 
 
 Grau de pureza do 
Alumínio: 
99,7%a 99,8% 
Processo Hall-Héroult 
 A Fundição é o ponto de partida para a 
fabricação dos produtos de alumínio. 
 O alumínio pode receber a adição de 
outros metais. 
 Aumento da resistência mecânica ou da 
resistência à corrosão. 
 Metais como: Magnésio, Cobre e Silício. 
 
Processamento do Alumínio 
Exemplos: 
Chapas: 
 Baseia-se no processo de vazamento contínuo 
entre cilindros 
 A capacidade média do processo é de 200 
ton/dia. 
 
Tarugos: 
 Processo similar ao de fabricação de 
chapas. 
 
Lingotes: 
 São produzidos 
por um processo 
contínuo. 
 Cada lingote tem 
uma massa média 
de 22,5 kg e a 
máquina possui 
uma capacidade 
média de 20 ton/h. 
 
Fluxograma completo 
Reciclagem de Alumínio 
 Economia de 95% da energia. 
 Consumo de uma cidade de cerca de 1,5 
milhão de habitantes. 
 69% no mundo. 
 O Brasil detém o primeiro lugar na 
reciclagem desse metal. 
 
 Reciclar 75% US 
Economia de 1286 
MW de eletricidade 
2 usinas a 
carvão 
Redução de 11,8 
milhões de toneladas 
de CO2 
Etapa 1 – Trituração da lata. 
 Triturador de 1000 CV 
 Fardos 
 Impurezas férreas 
 Tambor magnético 
 
Etapa 1 – Trituração da lata. 
Etapa 2 – Remoção da pintura. 
 Remoção da pintura 
 Jato de ar ~ 550°C 
 Energia minimizada 
 Gases resultantes 
 Aquecimento do ar 
 
Etapa 2 – Remoção da pintura. 
Etapa 3 – Derretimento. 
Etapa 3 – Derretimento. 
 Forno de derretimento 
 Vórtice na piscina 
 Derretimento mais rápido e alto 
rendimento 
 Misturadores a jato 
 Temperatura e composição constantes 
 
Etapa 4 – Fundição do alumínio. 
Etapa 4 – Fundição do alumínio. 
 Tratamento em fornos de espera 
 Impurezas não metálicas e gases 
 Fundição 
 Inclinação do forno de espera 
 Resfriamento 
 Tempo de solidificação  3 horas 
 
Processo completo. 
 
 Rubi, Safira e Coríndron são pedras 
preciosas com maior teor de alumínio; 
 
Curiosidades 
 Quatro toneladas de bauxita correspondem a 
uma tonelada de alumínio primário; 
 Gasta-se 16 mil quilowatts no processamento; 
 PROCESSO INDUSTRIAL QUE MAIS 
CONSOME ENERGIA NO MUNDO! 
 Uma tonelada de alumínio pode-se fabricar 60 
mil latinhas de 350 mL; 
 
 Um quilo de alumínio equivale a 74 latas em 
média; 
 A reciclagem de um quilo de alumínio evita a 
extração de cinco quilos de bauxita; 
 Reciclando uma lata de alumínio, economiza-se 
energia para manter um televisor ligado durante 
3h; 
 O ciclo de uma lata ao ser colocada na prateleira 
e voltar a mesma após a reciclagem é de uma 
media de 30 dias; 
 Pode-se reciclar infinitamente uma lata, sem 
perder qualidade; 
 
 Remédios para tratamentos de úlceras 
contem alumínio; 
 Estão presentes em sistemas de 
propulsores de foguetes; 
 Pastas e pó de alumínio; 
 Alumínio transparente. 
 
 
Referências: 
 www.abal.org.br 
 www.alunorte.net 
 www.cia-brasileira-aluminio.com.br 
 www.alcoa.com/brazil/pt/home.asp 
 http://educacao.uol.com.br/quimica/aluminio.jhtm 
 http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-
40422002000300024&script=sci_arttext 
 http://museudainsustentabilidade.blogspot.com.br/2010/10/extracao-da-bauxita-
para-producao-do.html 
 http://www.bogonialuminios.com.br/curiosidades.php?usuarioid= 
 www.mme.gov.br/sgm/galerias/arquivos/plano_duo_decenal/a_mineracao_brasil
eira/P11_RT22_Perfil_da_Mineraxo_de_Bauxita.pdf 
 http://www.dicio.com.br/alumina/ 
 http://www.tabela.oxigenio.com/outros_metais/elemento_quimico_aluminio.htm 
 http://praticutuca.blogspot.com.br/2008/03/curiosidades-o-alumnio-lquido-
700c.html 
 http://www.sitedecuriosidades.com/pesquisar/aluminio.html 
 
 
 
	Preparação e utilização do alumínio e da alumina
	Introdução
	História Através do Mundo
	História Através do Mundo
	Cronologia
	Cronologia
	Cronologia
	Cronologia
	História no Brasil
	Número do slide 10
	Número do slide 11
	Número do slide 12
	Número do slide 13
	Número do slide 14
	Lavra
	Beneficiamento
	Homogeneização e Transporte
	Número do slide 18
	Número do slide 19
	Número do slide 20
	Produção de Alumina
	Número do slide 22
	Digestão
	Clarificação
	Precipitação
	Calcinação
	Fluxograma completo do Processo Bayer
	Número do slide 28
	Lama Vermelha
	Número do slide 30
	Processo de extração do Alumínio
	O Alumínio
	Número do slide 33
	Produção de alumínio
	Número do slide 35
	Processo Hall-Héroult
	Processamento do Alumínio
	Exemplos:
	Chapas:
	Tarugos:
	Lingotes:
	Fluxograma completo
	Número do slide 43
	Número do slide 44
	Etapa 1 – Trituração da lata.
	Etapa 1 – Trituração da lata.
	Etapa 2 – Remoção da pintura.
	Etapa 2 – Remoção da pintura.
	Etapa 3 – Derretimento.
	Etapa 3 – Derretimento.
	Etapa 4 – Fundição do alumínio.
	Etapa 4 – Fundição do alumínio.
	Processo completo.
	Número do slide 54
	Número do slide 55
	Número do slide 56
	Número do slide 57
	Número do slide 58
	Referências: