Resumo ICPOM – P1

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Resumo ICPOM – P1
Conceitos
Mineral Todo corpo inorgânico de composição química e de propriedades físicas definidas (ex. estrutura cristalina)
Minério Agregado de minerais contendo um ou mais minerais valiosos (que podem ser aproveitados economicamente)
Ganga Mineral ou conjunto de minerais não aproveitados de um minério
Caracterização Tecnológica de Minérios
Análise Química Elementar
Serve para determinar o teor dos elementos presentes na amostra
Métodos Clássicos:
Lixiviação Dissolvimento dos materiais 
Precipitação Seletiva Feitas através do controle do PH e Temperatura
Novo Método : MEV-EDS Estudo do espectro de fótons. NÃO destrutivo
Análise Mineralógica 
Serve para quantificar os minerais presentes na amostra
Necessita de uma base de dados mineralógica, obtida na AQE e uma base cristalográfica
Método: Analisa o espectro da incidência de raios X NÃO destrutivo
Permite a avaliação de impurezas (Ganga ou Isomorfismo
Análise Granulométrica 
Utilizada nos processos de liberação, tem como objetivo identificar o tamanho e a distribuição dos grãos e junto com a composição mineralógica permite se obter o chamado Grau de Liberação
Métodos:
Por dispersão de laser Em suspensão, mede-se o espalhamento
Via microscopia Observação direta.
Peneiras de diferentes tamanhos
Quanto menor o tamanho da partícula maior o grau de liberação
Beneficiamento Mineral
Etapas de natureza física visando à liberação e subsequente separação do MI
Etapa 1 – Liberação
Tem como objetivo a adequação granulométrica e a otimização da liberação do MI.
Processo Sequencial:
Partículas Grossas
Partículas Grossas
Moinhos
Classificadores
Britadores
Peneiras
Britagem
Características: 
Gasta menos energia 
Produz menos finos (farelos que não se pode extrair nada). 
O material entra seco
Tipos:
Britador de Mandíbulas Compressão
Britador Cônico Impacto
Moagem
Características: 
Gasta mais energia 
Só deve ser feita caso o GL desejado não tenha sido alcançado 
O material entra como polpa
Tipos:
Moinho de Barras Atrito
Moinho de Bolas
OBS: O material não pode estar fino demais, pois não consegue concentrar
Etapa 2 – Concentração
Tem como objetivo separar o MI dos minerais de ganga presentes no minério fragmentado
Todo o processo de concentração trabalha com uma faixa de tamanho ótima, o que aumenta a eficiência. 
O teor de mineral de interesse está entre 70% - 80%
Métodos:
Gravíticos
Funciona com partículas mais grosseiras
Só funciona quando o movimento e densidade são diferentes entre o MI e a ganga
É feita com agua
Tipos:
Elutriador Por uma corrente oposta a gravidade. Usado em materiais que tenham o GL favorável a partículas grandes 
Jig Partículas mais densas chegam ao fundo 1º. Usado em materiais que tenham o GL favorável a partículas intermediarias
 Mesagem Varias ripas de alturas diferentes. Usado em materiais que tenham o GL favorável a partículas pequenas. Mais eficiente , porem com pouca capacidade
Espiral Além da gravidade usa a força centrípeta. Usado em materiais que tenham o GL favorável a partículas intermediarias
Flotação
Funciona com partículas finas
Grande versatilidade e seletividade
Utiliza a propriedade de “Molhabilidade” 
Método A separação é obtida pela introdução de pequenas bolhas de ar na fase líquida, que aderem ao material particulado com baixa molhabilidade(hidrofobia) , arrastando-o para a superfície da polpa. 
É menos recomendada para minerais pesados (Não sobem)
Modificadores
Coletores Estimulam a flotabilidade.
Ativadores Promovem a interação do coletor com o MI
Depressores Dificultam a interação do ganga com o coletor.
Magnéticos ou Eletroestática
Funciona com partículas intermediárias
Só funciona quando há diferença de sensibilidade magnética ou eletroestática entre o MI e a ganga
Balanço de Massa
Avalia quantitativamente os processos de concentração.
Fórmulas:
Recuperação Global
Onde:
 Recuperação Global
 Recuperação de MI Global
 Concentrado final produzido
A Massa inicial
 Teor do MI no concentrado final
 Teor do MI em A
Recuperação de MI Global
Recuperação Local (P1)
Recuperação de MI Local (P1)
OBS: O processo de maior desempenho é aquele com maior recuperação do MI
OBS2: Tudo que entra, sai! Em todos os processos temos rejeitos.
Metalurgia Extrativa
É composta por processos QUÍMICOS com o objetivo de obter o metal do MI
Processos de refino e síntese:
Processos Pirometalúrgicos:
São processos de Sintese Obtenção do Metal
São realizados em alta temperaturas (700ºC - 1600ºC)
Produzem reações heterogêneas, envolvendo gás-sólido e gás-liquido
Usadas na obtenção de Ferro, Níquel e Estanho
Melhor utilizado em aglomerados, para não correr o risco de perda por arraste de gás
Processos Hidrometalúrgicos
São processos de Refino Purificação do Metal
São realizados em temperatura ambiente
Produzem reações heterogêneas, envolvendo líquido-sólido
Usadas na obtenção de Alumínio
Etapas:
Lixiviação Solução do minério com o solvente adequado (Ácido ou Básico)
Precipitação Seletiva “Limpeza” da solução inicial, formando o Metal
Temperatura e PH são fundamentais em ambas as etapas
Quanto menos o tamanho do material, melhor o processo, pois dissolve melhor
Processos Eletrometalúrgicos
São processos de Sintese Obtenção do Metal
Produzem reações heterogêneas, envolvendo líquido-sólido
Muito utilizados para refino e obtenção de metais não ferrosos (ex: Alumínio)
Etapas:
Lixiviação Solução do minério com o solvente adequado (Ácido ou Básico)
Precipitação Seletiva “Limpeza” da solução inicial, formando o Metal
Eletrólise Estimulo da reação química que dá origem ao material objetivado através de corrente elétrica 
Eletrólise Comum: temperatura ambiente
Eletrólise Ígnea: altas temperaturas (900ºC)
Quanto menos o tamanho do material, melhor o processo, pois dissolve melhor
Processos Aglomeração:
O objetivo dos processos de aglomeração é aumentar o tamanho dos grãos
Só se aglomera concentrado, ou seja, só se aglomera MI.
Geralmente usados antes de processos Pirometalurgicos
Pelotização
É um processo de aglomeração de finos, baseado na junção das partículas através de uma espécie de colagem entre as mesmas.
Etapas:
Misturar o concentrado com água, minerais aglutinantes e fundente
Trabalhar mecanicamente ,em discos pelotizadores, de maneira que aglomerados esféricos sejam originados
Secar e fundir o concentrado com os fundentes, em um forno em torno de 1200º
Resfriar
A pelotização permite que as pelotas sejam produzidas em regiões afastadas do local em que serão utilizadas, por sua microestrutura densificada
Sinterização
É um processo de aglomeração de finos caracterizado pela junção das partículas a partir de uma fusão incipiente na superfície (uma espécie de soldagem entre os finos).
Etapas:
Misturar o concentrado com água, minerais aglutinantes, fundente e coque (material orgânico rico em carbono)
Iniciar a ignição do coque, reação que libera CO e CO2 e uma grande quantidade de calor, permitindo a fusão do concentrado com o fundente.
Resfriar, bombeando o ar em direção cruzada ao fluxo das particulas
A Sinterização NÃO permite que os sinters sejam produzidos em regiões afastadas do local em que serão utilizadas, por sua porosidade e consequente resistência mecânica inferior.
A vantagem do Sinter é que a presença dos poros aumenta a área de contato dos gases utilizados em processos de obtenção do Aço.
Briquetagem
É um processo de compactação das partículas.
É feito a partir da aplicação de elevadas pressões, formando briquetes
Muito utilizado para resíduos
Obtenção de Aço
Siderúrgicas integradas 
Contempla todas as operações típicas de produção de aço semiacabado, ou seja, ela lida com operações que vão desde o manuseio da matéria-prima (transporte e estocagem do minério de ferro e carvão) e seu processamento físico-químico (sinterização, redução no altoforno, refino
Etapas:
Alto-Forno O minério entra nele de três formas distintas (sinter, pelota e granulado). O CO é responsável pelo processo de redução; ele rouba oxigênio dos minerais. O alto-forno recebe o minério, coque, o fundente e o ar. Após a mistura destes ocorrem reações endotérmicas que ajudam a produzir a escória, gases (CO, CO2) e o ferro-gusa (aço impuro). A escória e o CO2 servem como combustível
Refino Primário (Conversor) No Conversor LD, é feita a limpeza do ferro-gusa, transformando-o em aço. O conversor recebe o ferro-gusa sólido e líquido, fundente, sucata e O2 puro, com eles produz um aço primário (ainda impuro) gases poluentes e escória. 
Refino Secundário (Forno-Panela) Através da utilização de energia elétrica, o aço é aquecido para ser oxidado. Nessa fase também são adicionados, se necessários, elementos de ligas.
Siderúrgicas Semi-integradas 
Diferente da Siderúrgica integrada, a semi-integrada possui apenas a dase de Refino Primário e do Forno panela, pois parte direto do ferro-gusa, oriundo de outra siderúrgica.
Obtenção de Estanho (Sn)
Matéria prima: SnO2
O processo de produção é idêntico ao do Aço (Auto-Forno).
Os processos usados no refino são:
Pirometalúrgicos
Eletrometalúrgicos
O estanho formado é 98% puro e para ficar ainda mais puro é feito o eletro-refino. Este deixa o estanho 99% puro.
Obtenção de Zinco (Zn)
Matéria prima: ZnS
Etapas:
Ustulação Oxidante Oxidação do Sulfeto de Zinco , em meio aquoso. Gera ZnO + SO2
Lixiviação O material obtido na Ustulação é lixiviado com H2SO4, produzido com o SO2 liberado.
Precipitação Seletiva Precipita Zn2+
Eletrólise Formando Zinco metálico
A rota de produção do zinco consiste em um exemplo de processo em que os três tipos de rotas de metalurgia extrativa se encontram presentes:
Pirometalúrgica Ustulação oxidante
Hidrometalúrgica Lixiviação e precipitações seletivas
Eletrometalúrgica formação do zinco metálico via eletrólise
Obtenção de Titânio (Ti)
Matéria prima: TiO2
Etapas:
Ustulação Cloretante Cloração redutora, formando gases de TiCl4 e CO, na presença de Coque
Condensação Seletiva Processo físico que tem como função separar os gases.
Eletrólise: Utiliza o magnésio como redutor. Este é colocado na solução de TiCl4 líquida, que após a mistura forma o MgCl2 + Ti (puro).