CÉSIO E TUNGSTÊNIO

Prévia do material em texto

1. 	TUNGSTÊNIO – W 
 
O tungstênio ou wolfrâmio pertence à família dos metais refratários utilizado, principalmente, sob a forma de metal duro de aspecto branco a cinza. É resistente ao calor, tem peso específico de 19,3 g/cm3 e ponto de fusão da ordem de 3.419ºC. Considerado um metal não-ferroso especial, ele tem múltiplas aplicações devido às suas propriedades de extrema dureza, de resistência a elevadas temperaturas e à corrosão, e de ser bom condutor de calor e de eletricidade. 
Quando muito puro pode ser cortado com uma serra de metais, forjado e trefilado (é frágil e difícil de ser trabalhado quando impuro). O elemento apresenta o mais elevado ponto de ebulição (5657° C), a menor pressão de vapor e a mais elevada resistência a tensão em temperaturas acima de 1650°C, entre todos os metais. Sua resistência à corrosão é excelente e só é atacado ligeiramente pela maioria dos ácidos minerais diluídos. O tungstênio, quando exposto ao ar, forma na sua superfície um óxido protetor, porém pode ser oxidado em alta temperatura. Quando adicionado em pequenas quantidades ao aço eleva consideravelmente. 
Embora existam cerca de 15 diferentes tipos de minerais portadores de tungstênio, os de importância econômica se resumem a: scheelita (CaWO4); wolframita ((FeMn)WO4); ferberita (FeWO4); huebnerita (MnWO4); e powelita (Ca(MoW)O4). 
 
	1.1. 	DESCOBERTA 
 
No ano de 1783, os irmãos D’Elheryar conseguiram obter pela primeira vez o tungstênio metálico a partir do mineral wolframita. Eles denominaram o metal obtido de wolfram. Outros processos foram desenvolvidos para a obtenção do tungstênio em 1847 e 1857, mas o metal continuou sem ter aplicações. 
O primeiro importante uso comercial do tungstênio teve lugar em 1868, quando Mushet acentuou a possibilidade do seu emprego para endurecer o aço através da produção do aço tungstênio-manganês temperável ao ar. Assim mesmo, até o ano de 1900, o uso do tungstênio incorporado ao aço e sob outras formas não se propagou muito. Porém, a partir dos primeiros anos do século XX, houve notável desenvolvimento na sua aplicação industrial com a produção de filamentos de lâmpada e o uso em aços rápidos. Também no início do século XX, começou o uso de ligas de tungstênio com carbono (carbonetos de tungstênio). Em 1926, foi patenteada na Alemanha uma liga com carboneto de tungstênio de até 10% de ferro, cobalto ou níquel. Uma segunda patente elevou a adição do metal a 10-20% e especificando apenas cobalto. Foi, assim, iniciada a era do metal duro que ainda hoje é basicamente igual às composições originais. 
 
	1.2. 	APLICAÇÕES 
 
A adição de tungstênio para fabricar o aço pode ser feita sob várias formas: ferro-tungstênio, sucata de alto teor em tungstênio e scheelita de alta pureza; também pode ser usado o pó metálico. O ferrotungstênio é mais usado na fabricação de aços para ferramentas, enquanto os demais insumos citados são usados na fabricação de aço de molibdênio, cromo e ferramentas variadas. 
Como elemento de liga, a maior parte do tungstênio usado para esta finalidade destina-se à fabricação de aços especiais (rápidos), os quais são utilizados na confecção de ferramentas para usinagem, tais como: machos, brocas, alargadores, mandris, plainas, escoriadores de calibragem, pastilhas para tornos, cortadores de vidro, limas, cortadores para máquinas de serrilhas, lâminas para tesouras especiais, ferramentas para tornos e serras especiais de carboneto. As composições de ligas não-ferrosas para aplicação em altas temperaturas têm seu uso principal em forma forjada: válvulas de exaustão em motores de avião; lâminas e discos de turbo; lâmina de motor de jato; e componentes de combustão em motores de jato. Em forma de fundido o seu uso é em suportes de fornos e lâminas de motores. 
No tocante ao tungstênio metálico, o mesmo é aplicado na fabricação de filamentos de lâmpadas incandescentes, contatos elétricos, eletrodos etc. Quanto ao metal duro, suas principais aplicações são: ferramentas de corte para usinagem; ferramentas para mineração (brocas e coroas); ferramentas para deformação a frio, resistentes aos desgastes, aplicadas nas operações de trefilação, estampagem, extrusão e laminação; e peças resistentes à abrasão. Após o lançamento em 1926, o metal duro ampliou rapidamente sua participação no mercado de ferramentas de corte. A produtividade das operações de usinagem de metais aumentou bastante com o metal duro. Finalmente, os produtos químicos são usados no fabrico de tintas, tecidos, vidros, lubrificantes sólidos, catalisadores e em revestimentos (metalização). 
 
	1.3. 	RESERVAS 
 
Grande parte das jazidas de tungstênio é encontrada em depósitos de veios de quartzo e em granitoides. No Brasil, elas aparecem nos depósitos de scheelita (CaWO4) formados em skarns situados no Nordeste, como também em jazidas de veios de quartzo e depósitos secundários (aluvionares e eluvionares) localizados no Sul e ao Norte do país, onde a wolframita (Fe,Mn)WO4 é encontrada associada à cassiterita. 
Em 2013, as reservas lavráveis de scheelita localizadas no Estado do Rio Grande do Norte totalizaram 25,4 mil toneladas de W contido, com teores de WO3 variáveis entre 0,04% e 2,4%. As reservas lavráveis de wolframita situadas no Estado do Pará, com teor de WO3 equivalente a 0,6%, não atingiram mil toneladas. Além dos estados citados, o minério também pode ser encontrado na Paraíba, em Rondônia, Santa Catarina e São Paulo. Contudo, a participação das reservas de minério de tungstênio do Brasil no mundo é pouco expressiva, pois representa menos de 1% do total. 
A China, com mais de 50% das reservas mundiais de minério de tungstênio, é o país onde a maior parte desse recurso mineral ocorre no mundo. Adicionalmente, a expressiva quantidade produzida e consumida nesse país fez com que a sua influência na formação dos preços praticados no mercado internacional do metal fosse determinante. Nos últimos anos, com o objetivo de aumentar o valor agregado do produto vendido, o Governo da China vem restringindo a disponibilidade mundial do metal através da limitação da concessão de licenças para exploração, produção e exportação, proibição do investimento estrangeiro, estabelecimento de quotas para quantidade máxima produzida e exportada, entre outros. 
 
 
 
 
	1.4. 	PRODUÇÃO INTERNA 
 
Em 2013, a produção de tungstênio (concentrados de scheelita e wolframita) somou 843 toneladas (equivalente a 494 t de W contido) e cresceu 24% em relação ao concentrado produzido em 2012. Foram produzidas 676 toneladas do concentrado de scheelita (391 t de W contido, com teores variáveis entre 62,6% e 78,7% de WO3) e 167 toneladas do concentrado de wolframita (103 t de W contido, com teor de 77% de WO3). 
O minério contendo a substância scheelita foi extraído das seguintes minas: Mina Brejuí, Mina Boca de Lage e Mina Mineração Barra Verde, localizadas no município de Currais Novos/RN; Mina Bodó, no município de Bodó/RN; Minas Bonfim I e II, em Lages/RN e Mina Quixaba no município de Várzea/PB, pelas respectivas empresas: Mineração Tomaz Salustino; Acauan Mineração Comércio e Serviços (arrendatária da Mineração Boca de Lage e da Mineração Barra Verde); Bodo Mineração (arrendatária da Metais do Seridó); Mineradora Nosso Senhor do Bonfim e Mineração JuBordeaux. 
A substância wolframita é proveniente da Mina Bom Jardim, localizada em São Félix do Xingu/PA através empresa Metalmig Mineração Indústria e Comércio. 
A empresa Mineração Currais Novos, cessionária da mina Barra Verde situada em Currais Novos/RN, manteve suas atividades paralisadas por causa da escassez de água, que é imprescindível nos procedimentos de concentração gravítica em calhas ou mesas e concentração gravítica em hidrociclones. 
A empresa Shamrock Minerals do Brasil, responsável pela Mina Bom Retiro localizada em Jurucutu/RN, suspendeu os trabalhos porque a área da mina está inundada com a construção da Barragem de Oiticica. 
 
	2. 	CÉSIO 
 
O césio é um sólido prateado e macio, sendo o mais eletropositivo do grupodos metais alcalinos. O Césio se torna líquido próximo à temperatura ambiente (298K). Ele não ocorre livre na natureza, apenas sob forma combinada com outros elementos. Ele pode ser isolado por eletrólise do cianeto de césio (CsCN) fundido ou obtido na forma gasosa com elevada pureza, através da decomposição térmica da azida de césio (CsN3). 
Junto com o gálio e o mercúrio, o césio é um dos poucos metais que encontra-se no estado líquido na temperatura ambiente (líquido acima de 28,5°C). O césio reage explosivamente com a água fria e , também, com o gelo em temperaturas acima de -116°C. O hidróxido de césio obtido, (CsOH) é a base mais forte conhecida e ataca o vidro. 
 
 
 
	2.1. 	DESCOBERTA 
 
Derivado do latim Caesius, azul celeste, devido à cor de sua linha espectral mais forte. Foi descoberto em 1860 por R. Bunsen G. R. Kirchhoff, considerados os pais da espectroscopia, em Heidelberg, Alemanha. Eles obtiveram o composto Cs2PtCl6 a partir da evaporação de centenas de quilos de água mineral de Dürkheim. 
Atualmente é obtido do mineral Pollucita, por eletrólise do cloreto ou cianeto de césio fundido. É o mais reativo dos metais alcalinos e reage violentamente com a água formando CsOH. É um metal branco prateado que se funde na temperatura da mão e juntamente com o Ga e Hg são os únicos metais líquidos na temperatura ambiente. 
 
	2.2. 	APLICAÇÕES 
 
a. Utilizado na construção de relógios atômicos, os quais são referência para a determinação 
da unidade de tempo do Sistema Internacional de Unidades: o segundo. 
Usado na hidrologia como medida de determinação da produção de césio nas indústrias de energia nuclear. Este isótopo de césio é usado com essa finalidade porque, apesar de ser menos comum que o Cs-133 ou o Cs-137, é produzido unicamente por reações nucleares. O Cs-135 também foi usado com essa função. 
Por causa da grande afinidade com o oxigênio, é usado para removê-lo em válvulas eletrônicas. 
Este metal também é usado em células fotoelétricas porque ioniza-se quando exposto a luz. 
É usado como catalisador na hidrogenação de certos compostos orgânicos. 
	f. 	Isótopos são empregados em relógios atômicos (precisão de 5s em 300 anos) e para fins 
medicinais. 
O fluoreto de césio é usado extensivamente na química orgânica como base e como fonte de íons fluoretos. 
Este metal tem sido usado mais recentemente em sistemas de propulsão iônica. 
 
	2.3. 	PRODUÇÃO 
Encontrado em minerais como a lepidolita (fluossilicato hidratado de alumínio, lítio e potássio) e a polucita (silicato hidratado de alumínio e césio, (Cs4Al4Si9O26).H2O). Pode ser obtido pela eletrólise do cianeto fundido e outros meios. 
Em forma pura, sem gás, pode ser produzido pela decomposição térmica da azida de césio (CsN3). 
 
 
	2.4. 	ESTUDO DE CASO 
 
O que foi o acidente com o césio-137 em Goiânia (GO)? 
 
Foi um desastre radioativo que aconteceu em Goiânia, em 1987. Ocorreu após dois catadores de lixo entrarem em contato com uma porção de cloreto de césio, o césio-137. O componente químico ficava dentro de um aparelho de tratamento de câncer, que estava em uma clínica abandonada na capital de Goiás. 
Foram necessários apenas 16 dias para que o “brilho da morte”, como a substância ficou popularmente conhecida, matasse quatro pessoas e contaminasse centenas. 
“O acidente atingiu tantas pessoas porque aconteceu em uma zona urbana”, explica Alfredo Tranjam, presidente das Indústrias Nucleares do Brasil (INB). Considerado o maior desastre radiológico da história, ele é tido como uma referência mundial pela Agência Internacional de Energia Atômica quando se pensa em intervenção para futuros acidentes. 
 
Brilho Mortal 
A história começa em 1985, quando um instituto de tratamento de câncer desativa sua unidade de Goiânia. Quase todos os equipamentos foram levados, mas uma máquina de teleterapia (espécie de radioterapia) é deixada para trás. O aparelho usava cloreto de césio em pó como fonte de energia. 
Em setembro de 1987, o aparelho chama a atenção de dois catadores de lixo. Pensando em vender as peças, eles a levam para casa, desmontam-na e entram em contato com uma cápsula de césio-137. Em dois dias, os catadores sentem os primeiros sintomas da intoxicação radioativa: náuseas, vômitos, tonturas e diarreia. 
O dono de um ferro-velho compra a máquina e manda dois de seus funcionários retirarem as peças mais valiosas. Dentro do aparelho, eles acham a cápsula com 19 g de césio. À noite, seu brilho verde-azulado chama a atenção. Pensando ser algo de grande valor, o proprietário do ferro-velho a leva para casa. 
Orgulhoso de ter em mãos algo que parecia muito valioso, o dono do ferro-velho recebe a visita de muita gente. Assim como os dois catadores de lixo, todas as pessoas que chegam perto da substância têm os mesmos sintomas de indisposição, mas ninguém suspeita da causa. 
O irmão do dono do ferro-velho o visita e leva um pouco da substância para casa. Durante o jantar, ele o mostra para seus filhos e contamina a comida sobre a mesa. Sem perceber, sua filha de 7 anos ingere pão com um pouco do pó. Um mês depois, Leide das Neves Ferreira morre. É a primeira vítima do césio-137. 
Duas semanas depois, a esposa do dono do ferro-velho percebe que todas as pessoas expostas ao pó brilhante ficavam doentes. Intrigada, leva a cápsula para a Vigilância Sanitária, que imediatamente identifica a substância radioativa. A mulher que ajudou a desvendar o mistério é a segunda vítima fatal. 
Em 30 de setembro, técnicos da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e policiais militares começam a descontaminação da região. Mais de 112,8 mil pessoas são monitoradas (129 estavam gravemente contaminadas) e 6 mil toneladas de material contaminado vão para um depósito especial. Oficialmente, quatro pessoas morreram devido à exposição à radiação. Mas, de acordo com a Associação de Vítimas do Césio-137, o número de vítimas é bem maior e chega a 80. 
 
 
 
 
Herança Radioativa 
 
Anos depois do acidente, o tratamento das pessoas contaminadas continua. Passados 30 anos do acidente, 975 pessoas são monitoradas pela Superintendência Leide das Neves (SuLeide), instituição que presta assistência às vítimas. Para direcionar o tratamento, as pessoas são divididas em grupos, conforme a intensidade da contaminação. O grupo I, com 87 pessoas, é o que inspira mais cuidados: é formado por aqueles que tiveram contato direto com o composto (e foram gravemente contaminados) e por seus filhos. 
 
	3. 	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BALANÇO MINERAL BRASILEIRO 2001 
DA COSTA, Jorge Luiz DATA: 03/11/2017 
http://www.dnpm.gov.br/dnpm/paginas/balanco-mineral/arquivos/balanco-mineral-brasileiro2001-tungstenio/@@download/file/BALANCO_MINERAL_029_2001.pdf 
 
TUNGSTÊNIO 
DNPM — DEPARTAMENTO NACIONAL DE PRODUÇÃO MINERAL 
DATA: 03/11/2017 http://www.dnpm.gov.br/dnpm/sumarios/tungstenio-sumario-mineral-2014 
 
TUNGSTÊNIO - W 
QUIMLAB - GUIA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS 
DATA: 03/11/2017 
http://www.quimlab.com.br/guiadoselementos/tungstenio.htm 
 
CÉSIO – Cs 
QUIMLAB - GUIA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS DATA: 03/11/2017 
http://www.quimlab.com.br/guiadoselementos/cesio.htm 
 
CÉSIO 
UNESP - UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA DATA: 03/11/2017 
http://www2.fc.unesp.br/lvq/LVQ_tabela/055_cesio.html 
 
ACIDENTE COM O CÉSIO-137 
MUNDO ESTRANHO 
DATA: 03/11/2017 
https://mundoestranho.abril.com.br/historia/o-que-foi-o-acidente-com-o-cesio-137/