RELATORIO PRONTO

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UNIDADE INTEGRADA SESI SENAI NIQUELÂNDIA 
RENATAL BARBOZA DE SÁ 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE ESTÁGIO HIDROMETALURGIA 
 
 
 
 
Estágio realizado na Empresa VOTORANTIM METAIS 
UNIDADE NIQUELÂNDIA, UGB Hidrometalurgia com o 
intuito de obtenção de nota na componente Relatório de 
Estágio do curso técnico em química industrial, no período 
de 12/11/2012 a 11/03/2013 com total de 600 horas. 
 
 
 
 
 
_________________________________________ 
Estagiário 
 
_________________________________________ 
Coordenador do Departamento 
 
_________________________________________ 
Coordenador do Curso 
 
 
 
 
 
 
NIQUELÂNDIA-GO 
2013 
 
 
2 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
CbNi: Carbonato de Níquel 
CO2: Dióxido de Carbono 
Co: Cobalto 
CO: Monóxido de Carbono 
CNT: Companhia Níquel Tocantins 
Cu: Cobre 
Fe: Ferro 
H2: Hidrogênio 
Mg: Magnésio 
NH3: Amônia 
Ni: Níquel 
PLC: Controlador de Lógica Programável 
ppm: Partes por milhão 
S: Enxofre 
SMP: São Miguel Paulista 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
VOTORANTIM METAIS 
 
O Grupo Votorantim opera nos segmentos industrial, financeiro e opera 
também nos mercados de cimento e concreto, mineração e metalurgia (alumínio, 
zinco, níquel e aço), celulose e papel, suco de laranja concentrado, especialidades 
químicas, na auto geração de energia elétrica, no setor financeiro, com o Banco 
Votorantim, e investe em empresas de biotecnologia e tecnologia da informação. Está 
presente em vinte estados e mais de cem municípios brasileiros e possui operações 
em doze países, gerenciando negócios de capital intensivo e tecnologia de ponta. 
 A Unidade de Negócio Níquel da Votorantim Metais é pioneira na fabricação 
de níquel eletrolítico na América Latina. Sua atuação no segmento teve início em 
1957, quando assumiu o controle da Companhia Níquel Tocantins. Nessa época, 
começaram os estudos geológicos para a exploração de minas localizadas na região 
de São José do Tocantins, hoje município de Niquelândia, em Goiás. 
Para agregar valor ao negócio, em 2005, foi finalizada uma nova etapa de 
expansão, que demandou investimentos de R$ 145 milhões e elevou a produção 
anual de níquel eletrolítico para 27 mil toneladas. 
 Com 2.377 colaboradores, a Unidade de Negócio Níquel encontra-se entre 
as 15 maiores produtoras mundiais do metal, com 47% de sua produção destinada à 
exportação - 53% atendem ao mercado interno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 5 
2. OBJETIVO ..................................................................................................................................... 5 
3. ATIVIDADES REALIZADAS ...................................................................................................... 5 
3.1 COLETAS DE AMOSTRAS ........................................................................... 6 
3.2 ATIVIDADES DE MONITORAMENTO E CONTROLE ................................... 6 
3.3 PREPARAÇÃO DE SOLUÇÃO DE MAP ....................................................... 7 
3.4 DILUIÇÃO DE SULFIDRATO DE SÓDIO ...................................................... 7 
4. VOTORANTIM METAIS UNIDADE DE NEGÓCIO NÍQUEL EM NIQUELÂNDIA- GO ... 7 
5. PROCESSO CARON .................................................................................................................. 8 
5.1 LAVRA E BENEFICIAMENTO ........................................................................... 9 
5.2 REDUÇÃO E LIXIVIAÇÃO ........................................................................... 10 
5.2.1 Reações De Redução ...................................................................................................... 12 
5.2.2 Reações De Lixiviação .................................................................................................... 14 
5.3 PURIFICAÇÃO DA SOLUÇÃO MÃE ............................................................ 16 
5.3.1 Sulfetação .......................................................................................................................... 17 
5.3.2 Fosfatação ......................................................................................................................... 18 
5.3.3 Lavagem Do Resíduo Da Sulfetação/ Fosfatação ...................................................... 18 
5.4 PRECIPITAÇÃO, SECAGEM E EXPEDIÇÃO ............................................. 18 
5.5 VAPORIZAÇÃO DE LAMA, CONDENSAÇÃO E ABSORÇÃO .................... 22 
5.5.1 Condensação e Absorção de NH3 e CO2 ............................................................... 24 
6. NÍQUEL ELETROLÍTICO ......................................................................................................... 25 
7. COBALTO ................................................................................................................................... 26 
8. LEGISLAÇÃO SOBRE EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) ........... 26 
9. CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 27 
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................... 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Em suma este relatório de estagio curricular descreve as principais atividades 
desenvolvidas no estágio na Votorantim Metais unidade de Negócio Níquel em 
Niquelândia-Goiás na Unidade Gerencial Básica Hidrometalurgia estágio teve como 
foco principal as áreasde purificação da solução mãe, precipitação e secagem de 
carbonato de níquel, vaporização de lama e absorção dos gases sendo que tem-se a 
oportunidade de conhecer todos os processos desde o recebimento da solução mãe 
da área de lixiviação, coleta de amostras,recuperação dos gases até a expedição do 
carbonato de níquel para São Miguel Paulista, tem-se a oportunidade de conhecer 
todos os processos desde coletas de amostras, preparação e adição de insumos no 
processo, preparar, inspecionar e colocar equipamentos em operação, monitorar e 
controlar parâmetros como vazão, concentração de impurezas, atividades de 7s. 
 
2. OBJETIVO 
 
Este relatório de estágio tem como objetivo principal: 
 Conhecer as atividades realizadas nas áreas de purificação da solução 
mãe; 
 Conhecer e aprimorar os conhecimentos na operação de precipitação e 
secagem do carbonato de níquel; 
 Conhecer e aprimorar no controle de todas as práticas e todos os 
parâmetros operacionais do processo de Hidrometalurgia; 
 Conhecer todos os métodos e cálculos de controle e fechamento de 
produção; 
 Desenvolver na prática todo conhecimento adquirido em sala de aula a 
capacitação demonstrando estar preparado para o mercado de trabalho. 
 
 
 
 
 
3. ATIVIDADES REALIZADAS 
6 
 
 
Estão descritos a seguir as principais atividades realizadas no período de 
estágio curricular. 
 
3.1 COLETAS DE AMOSTRAS 
 
 Solução mãe purificada, para determinar concentração de Ni, Co, Cu, 
Mg, Co2 e Mn; 
 Solução de sulfidrato de sódio,determinar concentração de enxofre (S); 
 Água mãe, determinar concentração de Ni, Co que são perdas, e 
concentração de Fe, Cu e NH3; 
 Sulfeto misto úmido, determinar concentração Ni e Co que são percas e 
concentração de Co, NH3 e H2O; 
 Lama da saída da das torres de destilação: determinar concentração de 
NH3; 
 Solução da saída da absorção: determinar concentração de NH3; 
 Soluçãoda saída do condensador: determinar concentração de NH3; 
 Carbonato dos filtros prensa e filtros a vácuo: determinar umidade (H2O); 
 Carbonato do gerador de calor: determinar H2O; 
 
3.2 ATIVIDADES DE MONITORAMENTO E CONTROLE 
 
 Monitorar e controlar nível dos tanques que alimentam as prensas; 
 Controlar funcionamento das bombas evitando que elas funcionam sem 
carga; 
 Monitorar e controlar vazão de floculante nos decantadores onde 
decantam carbonato de níquel; 
 Controlar alimentação das prensas garantindo que a umidade esteja de 
acordo com o (PP), Padrão de produção; 
 Realizar medição dos silos de estoque de carbonato de níquel para 
controle da produção; 
7 
 
 Controlar a temperatura de saída das câmaras de combustão, reduzindo 
ou aumentando a vazão de óleo, ar de mistura e ar de combustão, garantindo que a 
umidade do CbNi esteja de acordo com o PP; 
 Preparar solução de map; 
 Diluir e controlar vazão de solução de sulfidrato para o processo. 
 
3.3 PREPARAÇÃO DE SOLUÇÃO DE MAP 
 
Na preparação de solução de map o tanque de preparação e avolumado até 
atingir (50%) cinqüenta por cento de sua capacidade com água quente,em seguida é 
adicionado dois bags de map com peso aproximadamente uma tonelada cada um, e 
o tanque é avolumado com água quente ate atingir (90%)noventa por cento e após é 
ligado o agitador que fica homogeneizando por um tempo de (30) trinta minutos. 
Depois de homogeneizado é ligada a bomba de transferência, e a solução e 
transferida para o tanque de estocagem, para ser dosado a quantidade demandada 
pelo processo. 
 
3.4 DILUIÇÃO DE SULFIDRATO DE SÓDIO 
 
A solução de sulfidrato de sódio chega à planta em forma líquida sendo 
necessário ser diluído para que a concentração de (S) enxofre seja reduzida. Cada 
carreta descarregada possui um volume de 27m3 de solução de sulfidrato, para que a 
concentração de enxofre fique entre (70g/L) setenta e (100g/L) noventa gramas por 
litro, e adicionado ao tanque de estocagem 42m3 de água mãe. 
 
4. VOTORANTIM METAIS UNIDADE DE NEGÓCIO NÍQUEL EM 
NIQUELÂNDIA- GO 
 
A Votorantim Metais iniciou-se a exploração das jazidas de Níquel em 
Niquelândia no principio de 1970. 
Primeiramente desenvolveu testes comparativos em escala de laboratório, que 
direcionou os testes seguintes em planta piloto, quando produziu o carbonato de 
níquel a partir dos minérios lateríticos de sua jazida. A fase seguinte, de transformação 
do carbonato em níquel metálico, foi adquirida da empresa finlandesa Outokunpu-Ou, 
8 
 
cujo processo eletrolítico utilizava da tecnologia de ânodos insolúveis de chumbo. Em 
meados de 1973 foi apresentado o projeto para produção de 5.000 toneladas por ano 
de níquel eletrolítico. O cronograma original previa o início de produção para 1976. 
Em 1981 produziu o primeiro níquel eletrolítico brasileiro pela Companhia Níquel 
Tocantins (CNT). 
O programa inicial de produção de Carbonato de Níquel (CbNi) e Níquel 
eletrolítico em Niquelândia não foi cumprido devido a vários problemas, como não 
recebimento de energia elétrica no local, conforme anteriormente prometido pelo 
governo. Após muita espera, foi decido não mais aguardar por esta providência, sendo 
o projeto original aprovado com a transferência da eletrolise para São Miguel Paulista, 
fase produtiva que mais consome energia elétrica (Figura 01). 
 
Figura 1. Distância entre as unidades de produção e refino da Votorantim Metais 
 
5. PROCESSO CARON 
 
O processo atual é o Caron de fabricação de níquel usado pela Votorantim 
Metais, sendo que na unidade de Niquelândia as etapas são as seguintes: Lavra, 
Secagem e Moagem, Redução Seletiva, Lixiviação Amoniacal, Purificação, 
Precipitação e Secagem de Carbonato Básico de Níquel-CBNI. (Figura 02) e em São 
Miguel Paulista tem a Planta eletrolítica. 
 
9 
 
 
Figura 2. Fluxograma da planta Votorantim Metais Niquelândia. 
 
5.1 LAVRA E BENEFICIAMENTO 
 
O Complexo Máfico-Ultramáfico de São José do Tocantins, também 
denominado Complexo Máfico-Ultramáfico de Niquelândia, faz parte de um cinturão 
de 350 km de extensão formado por três complexos separados e localizados no norte 
de Goiás. 
A estratigrafia do Complexo de Niquelândia é formada por uma zona basal 
(predominância de gabro-noritos intercalados por piroxenitos), seguida pela zona 
ultramáfica (principalmente formada por intercalações de dunitos e piroxenitos). 
Novamente temos uma zona máfica central (predominância de gabro-noritos com 
poucas intercalações de piroxenito) e finalmente a porção superior denominada 
Unidade Serra dos Borges (principalmente gabros, leuco-troctolitos e anortositos). 
As jazidas de níquel laterítico da unidade de Niquelândia se localizam na zona 
ultramáfica do complexo, encontrando-se geralmente acima de 1.050 m de altitude. 
As jazidas têm orientação aproximada N15E e se estendem por 17 km numa faixa de 
2 km. Já foram realizados 90 km de sondagem, restando ainda algumas áreas para 
detalhamento. 
10 
 
A lavra de minério é realizada pelo método de bancadas, com taludes de 3 
metros de altura e bermas com 8 metros de comprimento aproximadamente. A 
produção da lavra é sazonal, entre os meses de dezembro a março, durante o período 
chuvoso, é feito apenas o serviço de decapeamento das minas com pouca quantidade 
de minério sendo extraído. No período seco a extração se intensifica nos meses de 
agosto e setembro. 
A produção durante o ano de 2009 foi de 4.392.796 t de minério e 14.824.142 
t de estéril. Os teores médios do minério para alimentação da usina é de 1,37% Ni e 
de 0, 113% Co em base seca. 
O desmonte do material argiloso é realizado por retro escavadeiras hidráulicas 
com a capacidade das conchas de 2,5 m3 (Liebherr 942 (3) e Caterpillar 330B (1)) e 
3,9 m3 (Liebherr 954L (2)). O minério é transportado por caminhões trucados com 
caçamba de 18 m3 até as pilhas de homogeneização e secagem, conforme mostra a 
figura 03. 
A fase de beneficiamento tem a função de realizar a moagem e a secagem para 
que o minério possua a granulométrica e a umidade ideal para o processo de redução 
nos fornos. A secagem e Moagem é a fase anterior à redução conferindo ao minério 
granulométrica e umidade adequada. O processo de secagem e moagem possui 
quatro usinas denominadas de Usina Norte, Usina Sul, Usina Leste e Usina Central. 
 
Figura 3. Fluxograma ilustrado do processo de lavra até o beneficiamento. 
 
5.2 REDUÇÃO E LIXIVIAÇÃO 
MINA 
CARO
N 
MINA 
CARON 
Mina Caron Mina Corriola Central 
Lavra 
Transporte 
 
Pátio de Estocagem 
Beneficiamento 
11 
 
 
A fase de redução de minério nos fornos é o início da parte de metalurgia, em 
que o minério de níquel começa a sofrer as várias transformações químicas, até ser 
separado na forma bastante pura (99,9% de Ni), através da deposição eletrolítica, 
realizada na unidade de São Miguel Paulista, estado de São Paulo. 
O processo metalúrgico empregado é o Caron, em fornos NICHOLS 
HERRESHOFF de múltiplos andares com sete metros e setenta centímetros de 
diâmetro, utilizando-se monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H2) como gases 
redutores. 
O processo de produção iniciou-se em 1980, com dois fornos de redução, 
(fornos A e B), projeto 5.000 t /ano de Ni eletrolítico, e os gases redutores eram 
gerados pela queima do óleo combustível BPF nas câmaras de combustão e também 
pela injeção de gases, do gasogênio a carvão vegetal, no décimo sétimo andar dos 
fornos. 
Em 1983, passou-se a utilizar apenas o gás de gasogênio a carvão vegetal, 
tanto nas câmaras quanto na injeção do décimo sétimo andar dos fornos, sendo, 
portanto,o gasogênio a carvão vegetal, até o ano de 1992, a única fonte geradora dos 
gases redutores. 
No ano de 1992, o gás de gasogênio a carvão vegetal, queimado nas câmaras 
foi substituído pelo óleo BPF 2A; deste modo, a planta voltou a operar como nos 
primórdios da partida, queimando óleo 2 A nas câmaras de combustão para gerar os 
gases redutores e injetando-se gás de gasogênio no décimo sétimo andar dos fornos. 
Certos fatores relacionados ao uso do carvão vegetal, tais como, o impacto 
ambiental, custo com reflorestamento e diminuição da oferta do carvão chegou-se à 
conclusão de que era o seu uso no processo, e novamente a fonte geradora dos gases 
passou a ser, no ano de 1993, exclusivamente o óleo combustível BPF, eliminando a 
injeção de gás de gasogênio a carvão no décimo sétimo andar do forno; O óleo BPF 
passou a ser misturado ao minério alimentado; operação esta que permanece até os 
dias atuais. 
Nova ampliação sofreu a fábrica em 1997, projeto 17.500t /ano de Ni 
eletrolítico, com a entrada em operação de mais três novos fornos (fornos E, F e G). 
Atualmente está em operação um total de nove fornos de redução, designados 
fornos A, B, C, D, E, F, G, H e I, todos controlados via PLC (Controlador de Lógica 
Programável). Refira-se a figuras 04. 
12 
 
 
Figura 4. Fornos de Redução. 
 
A redução do minério de Ni no processo Caron é a etapa mais crítica de todo o 
processo da instalação de Niquelândia, visto que os rendimentos globais da extração 
de Ni e Co são calculados com base nela. 
 
5.2.1 Reações De Redução 
 
As principais reações que químicas que ocorrem durante a redução seletiva 
são: 
 
NiO + CO  Ni + CO2 
NiO + H2 Ni + H2O 
 
CoO + CO  Co + CO2 
CoO + H2Co + H2O 
 
CuO + CO  Cu + CO2 
13 
 
CuO + H2 Cu + H2O 
 
2FeOOH Fe2O3 + H2O 
 
3Fe2O3 +CO  2Fe3O4 + CO2 
3Fe2O3 +H2 2Fe3O4 + H2O 
 
Fe3O4 +CO  3FeO + CO2 
Fe3O4 +H2 3FeO + H2O 
 
Fe3O4 +4CO  3FeO + 4CO2 
Fe3O4 +4H2 3FeO +4 H2O 
 
FeO +CO  Fe + CO2 
FeO +H2 Fe + H2O 
 
(SiO.MgO)H2O  SiO2.2MgO 
MnO2.CoO + 2CO  Co + MnO + 2CO2 
MnO2.CoO + 2H2Co + MnO + 2H2O 
 
Na produção de Ni através de lixiviação amoniacal, os fornos têm como objetivo 
a redução seletiva dos cátions dos óxidos e/ou silicatos para a forma de metais 
elementares, aptos à solubilização, uma vez que os óxidos e/ou silicatos são 
insolúveis em solução amoniacal. 
O pré-requisito para lixiviação de carbonato amoniacal, é que os cátions dos 
óxidos de Ni e Co devam ser reduzidos para o estado metálico: 
 
Oxido + Gás redutor metais elementares + Gases 
 
 
NiO + CO Ni + CO2 
 
 
14 
 
NiO + H2 Ni + H2O 
Co + CO Co + CO2 
 
 
NiO + H2 Co + H2O 
 
 É muito importante ressaltar que o minério, depois de reduzido, não deve 
entrar em contato com o gás oxigênio, o que causaria a reação reversa, ou seja, o 
metal elementar voltaria para a forma óxida, segundo as reações abaixo: 
2Ni + O2 2NiO 
 
2Co + O2 2Co 
 
A seção onde ocorre a lixiviação, a mesma recebe minério reduzido com níquel 
e cobalto metalizado da seção de redução e adiciona solução amoniacal, preparando 
uma polpa. A polpa sofre a ação do ar, oxidando o Níquel e o Cobalto metálico e este 
passa para a solução (Processo de Lixiviação). Após a lixiviação, a polpa é lavada em 
contracorrente em seis decantadores para extração do Ni e Co restante. 
Na bateria de lixiviação acontece o processo de solubilização dos minerais Ni, 
Co e Cu. A polpa com os minerais na forma reduzida em contato com o ar origina um 
complexo químico solúvel. Ao solubilizar os minerais, ocorre um salto nos teores de 
Ni, Co e Cu na polpa proveniente da homogeneização da polpa. Eq.07 a Eq.16 
apresentam as principais reações da etapa de lixiviação. 
 
5.2.2 Reações De Lixiviação 
 
  234
22
632223 32)(8),( CONHFeNHNiOHCOONHNiFe
o
 
Eq.07 
QinsoluvelOHFeOHOHOFe   )()(4824 322
2
 
Eq.08 
  0)()(
2
1
3 2
2
3
2
253232423 HCOOHNHCoOHCONHONHCo
o  

 
Eq.09 
15 
 
    3
2
3
3
25342
2
253 23)(2
2
1
)(2 NHCOOHNHCoNHOOHNHCo  

 
Eq.10 
QSxONHxNiNHO
y
xNiS y 
 22
6332 )(6
2
 
Eq.11 
  223 22 CoFeCoFeo
 
Eq.12 
)(4..)()( 2332422324 soluvelOHMgCOCONHOHCOCONHMgO 
 
322 )(4.3.4 NHinsoluvelOHCOMgO 
 
Eq.13 
 MnO NH CO MnCO NH CO soluvel 4 2 3 3 4 2 3.( ) ( )
 
QHinsoluvelCONHMnO  23242 )().(
 
Eq.14 
QinsoluvelOHFeOHOFe  )()(4634 322
 
Eq.15 
QOHCONHCuCOONHNHCu   2
2
3
2
433234 )(
2
1
22
 
Eq.16 
 
 Do último tanque da bateria de lixiviação a polpa é bombeada para um 
decantador, onde ocorre a separação do sólido líquido, ou lama da solução mãe. A 
polpa ao sair da bateria de lixiviação contém um elevado teor de Fe, que pode 
prejudicar a operação de decantação e também da filtração da solução-mãe. Para 
contornar tal situação a polpa proveniente da bateria passa através de 
magnetizadores que tem por objetivo flocular ou aglomerar as partículas de Ferro e 
aumentar a velocidade de sedimentação nos decantadores. Também é usado 
floculante químico em todos os decantadores das seções de lixiviação (figura 05) para 
auxiliar na separação sólido-líquido. 
 
16 
 
 
Figura 5. Tanques de decantação. 
 
 Peso Específico dos líquidos: 1,02 a 1,06 g/cm3 (em todos os pontos) 
 Densidade dos Sólidos: 3,5 a 3,70 g/cm3 (em todos os pontos) 
 Viscosidade aproximada da solução (à 40 oC): 1,38 a 1,42 Stokes 
 ‘’pH: 9,5 a 10,5 
Tabela 1. Granulometria dos sólidos. 
 
Fonte: Apostila do processo seção 600. 
 
5.3 PURIFICAÇÃO DA SOLUÇÃO MÃE 
 
Na seção seguinte a lixiviação realiza-se a purificação da solução-mãe, 
reduzindo-se os teores de cobre e magnésio, através da sulfetação e fosfatização para 
o tratamento do Cu e Mg respectivamente, recebe ainda floculante para 
decancantação dos sólidos que não decantaram na lixiviação, para permitir a 
17 
 
produção de CbNi com teores adequados que atendam a refinaria de São Miguel 
Paulista . 
 
5.3.1 Sulfetação 
 
A solução mãe que inicialmente possui concentração de 0,70 a 1,60 g/l de Cu, 
é tratada com solução de sulfeto de sódio (Na2S) a 200 g/l. O teor de Cu é reduzido 
para 0,06 0,14 g/l, permitindo a produção final de CbNi com teor inferior a 0,7% de Cu. 
A reação do Cu com o sulfeto de sódio é dado por Eq.11 e Eq.12. 
 
Na2S + Cu(NH3)4CO3 → CuS↓ +Na2CO3 +4NH3 
Eq.11 
Na2S + Cu → CuS↓ + 2Na 
Eq.12 
Após isso a solução passa por um decantador onde a polpa underflow para 
quatro tanque de estocagem que apos passa por um processo de filtração para 
recuperar Ni e Co ainda presentes na polpa. 
 
 
Figura 6. Decantador de polpa de sulfeto misto de cobre. 
 
 
 
 
18 
 
5.3.2 Fosfatação 
 
Objetivando a redução do teor de Magnésio (Mg) da solução mãe, esta recebe 
tratamento com solução de fosfato mono amônio, H2(NH4)PO4 a 90 g/l. O teor de Mg 
na solução mãe é reduzida de 60 a 80 ppm para 28 a 38 ppm permitindo que o CbNi 
fique com teor inferior a 0,10% de Mg. 
 
5.3.3 Lavagem Do Resíduo Da Sulfetação/ Fosfatação 
 
E importante ressaltar, que em paralelo a precipitação de Cu e Mg precipita-se 
Ni e Co nos processos de sulfetação e fosfatação que são considerado perdas. Após 
passar por processo de decantação a solução da parte overflow já purificada segue 
para um tanque de armazenamento, que é bombeada para as torres de precipitação 
de CbNi. A parte precipitada underflowsegue para quatro tanques que possuem 
agitação mecânica, depois de transcorrido o tempo de residência necessário a polpa 
gerada e bombeada para seis filtros prensa tipo câmara (figura 07). A solução filtrada 
retorna para o tanque onde é recebida a solução para ser purificada, e o resíduo de 
sulfeto misto é descarregado em caçambas e transportado para o pátio de estocagem, 
que é espalhado no piso do galpão e após depois é comercializado. 
 
Figura 7. Filtro prensa tipo câmara. 
 
 
 
 
5.4 PRECIPITAÇÃO, SECAGEM E EXPEDIÇÃO 
19 
 
 
Esta seção objetiva precipitar o carbonato básico de níquel da solução mãe, 
destilação da amônia contida na lama, produção de solução primária através da 
absorção de gases, filtração, secagem e a expedição do CbNi. 
A solução mãe após ser purificada e bombeada para as torres de precipitação 
do CbNi. Atualmente existem seis (6) torres de precipitação em disponíveis para tal 
operação (figura 08), cada torre com volume de 130m3, diâmetro interno de 2,74m, 
confeccionadas em aço carbono e possuindo 14 bandejas tipo campânulas. 
 
Figura 8. Torres de precipitação. 
 
A solução e bombeada para o topo da torre e em contra corrente é injetado 
vapor vivo no fundo da mesma, com pressão de 6kgf/cm2, ocorrendo a vaporização 
da amônia e em consequência a precipitação do CbNi. A destilação da amônia destrói 
o complexo Niquel-Amina contida na solução mãe, precipitando o Ni na forma de 
carbonato básico de níquel, conforme a equação química Eq.17. 
 
5Ni(NH3)62++ 5CO32- + 7H2O → 2NiCO3. 3Ni(OH)2. 4H2O +30NH3 +3CO2 
Eq.17 
 
Dependendo das condições operacionais, parte do Ni precipita também sob a 
forma de carbonato e de hidróxido, como nas reações químicas Eq. 18 e Eq. 19: 
 
Ni(NH3)62+ +CO32- → NiCO3 + 6NH3 
Eq. 18 
20 
 
Ni(NH3)62+ + CO32- + H2O → Ni(OH)2 + 6NH3 + CO2 
Eq. 19 
 
Durante a operação das Torres de precipitação os gases de NH3 e CO2 
presentes na solução mãe são enviados para as torres de condensação e absorção. 
A polpa de CbNi produzida que sai no fundo das torres flui para o tanque “Flash” que 
é mantido sob vácuo em torno de 56 kpa por meio de quatro conjunto de ejetores, 
distribuidores de vapor. A função do “Flash” tanque é recuperar calor e remover algum 
gás NH3 e CO2 que tenha acompanhado a polpa de CbNi. 
A polpa de CbNi, após a precipitação contém umidade de aproximadamente 
98%, é desaguada e secada para que obtenha-se um produto entre 8 e 12% de 
umidade. Esta umidade é ideal, uma vez que o CbNi seco é higroscópio acabaria por 
absorver umidade em sua estocagem caso tivesse umidade inferior a 8% e umidade 
acima de 12% tornaria o custo de transporte de CbNi para SMP oneroso devido ao 
transporte excessivo de água, além de proporcionar a aglutinação provocando 
problemas de estocagem e transporte pneumático . 
Logo após a precipitação e seguir para tanque “Flash”, a polpa de CbNi é 
enviada para dois decantadores (figura 09), para que seja adensado e aumente o 
percentual de sólidos na polpa, facilitando a operação de secagem. 
 
 Figura 9. Decantador de CbNi. 
 
Em geral, operam-se os decantadores com a densidade da corrente underflow 
na faixa de 1,06-1,09 g/cm3, resultado em 8 a 12% de sólidos. O overflow, denominado 
“Água Mãe”, é bombeado para a filtração na localizada na área de purificação para 
recuperação do CbNi. O underflow é bombeado para a secagem, através do conjunto 
filtro á vácuo e prensa (figura10 e 11). 
21 
 
 
Figura 10. Filtro a vácuo 
 
 
Figura 11 Pressa desaguadora. 
 
Ao ser secado pelo filtro á vácuo, a umidade aproximada de 98% é reduzida 
para 80% e ao passar pela prensa Areco, resulta em 67%. 
Os fluxos originários do filtro a vácuos e das prensas alimentam os três 
secadores, cada um com capacidade para 6,5 a 7,5 t/h de CbNi. Estes secadores 
recebem ar quente proveniente de três geradores de calor, sendo um gerador para 
cada secador, a umidade do CbNi é reduzida da faixa de 65%-67% para 
aproximadamente 8%. 
Todo carbonato seco é arrastado para os filtros eletrostáticos, separa-se o 
carbonato do vapor d’água. Em seguida, o carbonato que sai dos filtros eletrostáticos, 
é enviado através de transporte pneumático para os silos de estocagem. O carbonato 
estocado é expedido através de carretas tipo “tanque” (figura 12) para a refinaria de 
São Miguel Paulista, para a produção do níquel e cobalto eletrolítico. 
22 
 
 
 
Figura 12. Expedição de Carbonato Básico de Níquel 
 
5.5 VAPORIZAÇÃO DE LAMA, CONDENSAÇÃO E ABSORÇÃO 
 
A polpa proveniente do underflow do 9° decantador, é bombeado para dois 
tanques com agitação mecânica para a estocagem de lama. Nestes tanques também 
se faz o controle da densidade da polpa, sendo que entra com aproximadamente 52% 
de sólidos e bombeado para a vaporização de lama com 50% de sólidos, este controle 
e realizado adicionando água mãe, conforme projeto a densidade abaixo 1,60 g/cm3 
permite melhor eficiência das torres de destilação. 
A área de vaporização de lama é composta de três linhas A,B e C, sendo que 
duas sempre estão operando e a terceira em manutenção e limpeza. Cada linha é 
constituída de duas torres. 
A função da primeira torre é executar um pré aquecimento da polpa que está 
entrando 35° C, além da vaporização prévia d amônia e CO2. Os gases resultantes 
fluem diretamente para condensador/absorção (figura através de tubulação de 
recolhimento de gases. A polpa é alimentada pelo topo da primeira torre em contra 
corrente com a entrada dos gases de pré aquecimento. Essa torre possui quatro 
bandejas perfuradas, tipo “Superflux” e dois Deimister para impedir o arraste de lama 
par a absorção/condensação (figura 13). 
 
23 
 
 
Figura 13. Torres de absorção e condensação. 
 
A polpa quente, aproximadamente 85° C, no fundo da primeira torre é 
bombeada para o topo da segunda torre (figura14). Esta é constituída de 15 bandejas, 
divididas internamente em três conjuntos de cinco bandejas perfuradas do tipo 
“Superflux”. A polpa entra no topo d da torre e o vapor vivo de 6kgf/cm2 entra em 
contra corrente no fundo da torre. A vazão de polpa para cada torre é de 150 a 180 
m3/h e de vapor é de 30 t vapor/h aproximadamente. A lama destilada que sai do da 
segunda torre em torno de 105° C e desloca se por gravidade para o tanque “flash”. 
Esse tanque objetiva a recuperação do calor e parte da amônia e CO2 que ainda está 
presente na lama. A partir do tanque “Flash” a lama é bombeada para a barragem de 
rejeitos, com uma concentração inferior a 0,5 g/l de amônia. 
 
24 
 
 
Figura 14. Vaporização da lama. 
 
Conforme dito anteriormente, os gases produzidos na destilação da amônia e 
CO2 são enviados para a primeira torre, onde algum vapor de água e condensado e o 
calor de condensação é utilizado para o pré aquecimento da lama. 
 
5.5.1 Condensação e Absorção de NH3 e CO2 
 
O objetivo principal dessa área é o reaproveitamento de todos os gases 
gerados nas torres de precipitação de CbNi e vaporização de lama. Os gases gerados 
são enviados primeiramente para o condensador. Este é constituído de duas seções, 
na seção superior tem se um pacote com 6 m de anéis em polipropileno tipo Pall e na 
seção inferior tem uma coluna com bicos tipo “spray”, possui 18,1 m de altura e 
diâmetro interno de 3,25m. 
25 
 
No condensador 40% da alimentação total de gases são condensados, sendo 
que aproximadamente 70% do condensado é água. A temperatura dos gases gerados 
é de aproximadamente 85°C, o condensador deve ser mantido com uma temperatura 
superior a 60°C, pois amistura de gases de NH3, CO2 e vapor de água em temperatura 
inferior a 60°C tende a formar carbonato de amônio sólido e cristalizar na parte interna 
da coluna e dos trocadores de calor. 
O condensado é retirado pelo fundo do condensador e é resfriado de 60°C para 
50°C nos trocadores de calor. O condensado frio é recirculado e introduzido nas 
seções do topo e fundo do condensador para o contato em contra corrente com o gás 
quente. Uma pequena corrente de liquido resfriado é purgado para a seção de 
absorção primaria de gases e um tanque de armazenamento de solução na lixiviação. 
Os gases provenientes do topo do condensador com temperatura em torno de 
65°C, fluem para a absorção primaria e alimentam o fundo de dois absorvedores que 
operam em paralelo, sendo que um terceiro permanece como reserva. A corrente de 
gases é dividida igualmente entre as duas colunas em operação e é absorvida pela 
solução que esta em recirculação, resultante do fluxo do fundo do absorvedor 
primário, do absorvedor secundário de CO2 e da purga do condensador. Na linha 
coletora de gás para a absorção primaria é adicionado NH3 anidra para corrigir a 
concentração da solução primária produzida. 
O interior dos absorvedores primários é formado por dois pacotes de anéis tipo 
Snowflack. A solução escorre através dos anéis, absorvendo NH3 e CO2, a solução 
do fundo dos absorvedores primários é resfriada de 57° C para 45° C nos trocadores 
de calor, aí o fluxo é dividido em três correntes, sendo que 70% recircula para o próprio 
absorvedor, 15% é bombeado para a absorção secundária e o restante é purgado e 
armazenado nos tanques de estocagem de solução primaria para uso na lixiviação. A 
solução primária é produzida com uma concentração de NH3 em 105 a 120 g/l e de 
CO2 em 65 a 75 g/l. 
 
6. NÍQUEL ELETROLÍTICO 
 
O Níquel eletrolítico produzido pela Votorantim Metais possui grau de pureza 
de 99,9%, superando as especificações das mais exigentes aplicações do mercado. 
26 
 
Sua excelente qualidade físico-química permite uma dissolução uniforme os 
banhos de galvanoplastia, evitando a formação de resíduos metálicos. É utilizado, 
também, em superligas e ligas não-ferrosas. 
Disponibilizado em dimensões variadas para atender as especificações de 
cada aplicação, o Níquel eletrolítico da Votorantim Metais possui registro na London 
Metal Exchange (LME). 
 
7. COBALTO 
 
Com elevada pureza, o Cobalto eletrolítico produzido pela Votorantim Metais é 
utilizado nas mais nobres aplicações industriais como produção de superligas, ligas 
metálicas, ferramentas de corte, produtos químicos e baterias. 
Um exclusivo sistema de corte com facas rotativas produz peças de pequena 
dimensão de aproximadamente "1" x "1", que conferem ao metal uma superfície 
levemente ondulada. Isso faz aumentar a área de contato durante o processamento, 
favorecendo o ataque químico ou fusão. 
 
8. LEGISLAÇÃO SOBRE EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL 
(EPI) 
 
A legislação que trata de EPI no âmbito da segurança e saúde do trabalhador 
é estabelecida pela Consolidação das Leis do Trabalho (CLT).A Lei 6514 de dezembro 
de 1977, que é o Capítulo V da CLT, estabelece a regulamentação de segurança e 
medicina no trabalho.A Seção IV desse capítulo, composta pelos artigos 166 e 167, 
estabelece a obrigatoriedade de a empresa fornecer o EPI gratuitamente ao 
trabalhador, e a obrigatoriedade de o EPI ser utilizado apenas com o Certificado de 
Aprovação(CA) emitido pelo Ministério do Trabalho e Emprego (MTE). 
“Artigo 166 - A empresa é obrigada a fornecer aos empregados, 
gratuitamente,equipamentos de proteção individual adequado ao risco e em perfeito 
estado de conservação e funcionamento, sempre que as medidas de ordem geral não 
ofereçam completa proteção contra os riscos de acidentes e danos à saúde dos 
empregados. 
“Artigo 167 - O equipamento de proteção só poderá ser posto à venda ou 
utilizado com a indicação do Certificado de Aprovação do Ministério do Trabalho”. 
A regulamentação sobre o uso do EPI é estabelecida pelas Normas 
Regulamentadoras 6 e 9, do MTE. 
A NR 9 - Programa de Prevenção de Riscos Ambientais - no item relativo às 
medidas de controle, prevê a utilização do EPI como uma dessas medidas. Deve se 
lembrar, porém, que o EPI só deve ser utilizado após a comprovação da 
impossibilidade de adoção de medidas de proteção coletiva. 
27 
 
 
 
Figura 15 Protetora auricular Figura 16. Botina de segurança 
 
 
 
Figura 17. Capacete Figura 18. Luvas de segurança Figura 19. Óculos de segurança 
 
 
9. CONCLUSÃO 
 
Neste estágio supervisionado tive a oportunidade de me ambientar com todos 
os equipamentos da área de purificação da solução mãe, precipitação do carbonato 
de níquel e vaporização da lama acompanhando o fluxo de produção desde o 
recebimento da solução da lixiviação até a expedição do CbNi e o envio da solução 
primária gerada na absorção para a lixiviação. Com isso consegui aplicar e visualizar 
os conhecimentos técnicos e teóricos dentro da prática operacional. 
Aprendi como é uma organização mineradora, me adaptei ao seu modelo de 
gestão de pessoas e processos tendo frequentes reuniões e treinamentos 
principalmente no quesito segurança que é um dos principais foco da empresa. 
Os objetivos por mim estabelecidos foram alcançados com sucesso, assim 
como as expectativas de realização de um estágio produtivo. Neste estágio tive a 
oportunidade de exercer o relacionamento pessoal com diversas pessoas de 
diferentes posições nas camadas hierárquicas, relacionamento este que é de suma 
importância para o meu desenvolvimento pessoal e da organização independente do 
cargo e da posição que se ocupa. 
28 
 
Com isso pude concluir que o bom profissional técnico químico deve estar em 
sintonia constante com o processo e a equipe que se está inserida, buscando soluções 
inovadoras e consistentes para o bom funcionamento de um processo produtivo e que 
se tenha sempre indicador e metas para norteá-lo e busque sempre superá-las. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
29 
 
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Universidade do Oeste do Pará. Disponível em: 
<http://www.ufpa.br/getsolda/docs_graduacao/trab_niquel.pdf>. Acesso em: 05 de maio de 
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Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Minas: UNIVERSIDADE 
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<http://www.ppgem.eng.ufmg.br/defesas/1204M.PDF>. Acessado em: 05 de maio de 2013. 
 
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Souza, Rodrigo S. – A influência da Granulometria no processo de Redução de Níquel e 
Cobalto Processo Caron, Monografia Graduação UEG, Dezembro de 2008.