Aula 1 - Introdução à metalurgia dos não ferrosos

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INSTITUTO FEDERAL DO PARÁ – MARABÁ INDUSTRIAL
METALURGIA DOS NÃO FERROSOS
Professora Suelen Camargo
Marabá – PA
2020
Metais não-ferrosos, tendências, indicadores do setor. Insumos do setor. Insumos metálicos. 
Processos extrativos. Refino. Produção de ligas. 
Apresentação de processos pirometalúrgicos, hidrometalúrgicos e eletrometalúrgicos 
Usos e aplicações dos metais: alumínio, cobre, níquel, chumbo, estanho, ouro magnésio, zinco, titânio e prata. 
Combustíveis, fundentes e refratários. Metalurgia do pó.
Noções básicas sobre os minerais e processos de beneficiamento. Características das ligas de alumínio. Características das ligas de cobre. Características das ligas de estanho. 
EMENTA DA DISCIPLINA
EMENTA DA DISCIPLINA
	Bibliografia Básica	Vignes, A. Extractive Metallurgy 3: Processing Operations and Routes, Wiley-ISTE; 1 edition, 2011. 
 
Rosenqvist, T. Principles of Extractive Metallurgy. Tapir Academic Press; 2 edition,2004. 
 
A.B. Luz, L. Costa, M. Possa, S. Almeida, Tratamento de Minérios, 2a edição, CETEM, 1997. 
 
P. Boer, Metalurgia Prática do Cobre e Suas Ligas, SP Brasiliense 1979. 
 
M. Prates, Introdução à Metalurgia e Siderurgia, RJ L.T.C. 1981 
 
A. Teixeira, Introdução à Metalurgia, BH UFMG 1962 
 
G. M. Gomes, Emprego do Alumínio e suas Ligas SP ABM 1976 
	Bibliografia Complementar	R. C. Vilas Boas, Metalurgia Primária do Cobre e Zinco. Anais do 33º Congresso Anual da ABM, São Paulo, ABM 
Fº, E. Bresciani, Seleção de Metais Não Ferrosos, 2ª Campinas, Unicamp 1977.
N. H. Santander, Metalurgia Extractiva del Cobre, São Paulo, ABM 1988.
O QUE É METALURGIA?
Metalurgia é o ramo da Engenharia dos Materiais que estuda os fenômenos físico-químicos associados com o beneficiamento e o processamento dos materiais metálicos, bem como os aspectos fundamentais envolvidos nos diferentes ciclos de processamento destes materiais.
É o ramo mais antigo do conhecimento na área da Ciência e Engenharia dos Materiais
INTERFACES DA METALURGIA
ENGENHARIA METALÚRGICA
ENGENHARIA DE MINAS
ENGENHARIA MECÂNICA
ENGENHARIA QUÍMICA
METALURGIA E ENGENHARIA DE MINAS
Interfaces da Metalurgia com a Engenharia de Minas
• Mineralogia e Cristalografia
• Extração, Beneficiamento e Refino de Minérios
Interfaces da Metalurgia com a Engenharia Mecânica
• Resistência dos Materiais
• Processos de Fabricação
• Transferência de Calor 
• Materiais de Construção Mecânica
METALURGIA E ENGENHARIA MECÂNICA
Interfaces da Metalurgia com a Engenharia Química
• Fisico-Química
• Química Inorgânica
• Química Analítica
METALURGIA E ENGENHARIA QUÍMICA
DIVISÃO CLÁSSICA DA METALURGIA
METALURGIA EXTRATIVA
METALURGIA FÍSICA
METALURGIA DE TRANSFORMAÇÃO
EXTRAÇÃO E BENEFICIAMENTO
FUNDAMENTOS DOS FENÔMENOS METALÚRGICOS 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOS/COMPONENTES METÁLICOS
Processos Pré-Extrativos
• Extração e beneficiamento de minérios
Processos Extrativos
•Obtenção de materiais metálicos (elementares) a partir dos seus respectivos minérios
Processos de Refino
•Obtenção de ligas com composições definidas
METALURGIA EXTRATIVA
Extração e beneficiamento de minérios
Processos Pré-Extrativos
 ⇓
Processos que embora envolvam reações químicas, não isolam o metal de interesse do minério beneficiado.
Visam o aumento e a otimização da concentração do composto metálico no minério.
METALURGIA EXTRATIVA
Processos Extrativos:
Objetivos:
Extração de um metal M, a partir do seu minério primário, constituído por um composto MX
 ⇓
Princípio da maior ou menor tendência do composto deixar-se reduzir ao metal por meio de reações químicas.
METALURGIA EXTRATIVA
Processos de Refino
Objetivos:
•Obtenção de metais e/ou ligas com grau de pureza comercial a partir dos metais brutos obtidos por processos extrativos
• Ex.: Fabricação de aços
METALURGIA EXTRATIVA
Metalurgia Extrativa
METALURGIA EXTRATIVA
EXTRATIVA DOS METAIS FERROSOS
EXTRATIVA DOS METAIS NÃO FERROSOS
PROCESSOS SIDERURGICOS
Al 
 Cu Mg Ni 
Mn Sn Nb W V Mo Ag Au 
Objeto de interesse do estudo da disciplina
Exemplo de Aplicação de Processos de Extração e Refino: Processos Siderúrgicos
1a Etapa - Extração: redução dos minérios de Fe em Alto Forno
Produto: Ferro Gusa (» 90% de Fe contido)
2a Etapa - Refino: fabricação de aço em conversores
Produto: Aços Comerciais (ligas Fe- C com até 2% C).
METALURGIA EXTRATIVA
16
Extração
Siderurgia
Aciaria
METALURGIA EXTRATIVA
https://www.youtube.com/watch?v=_M50bJTXfIA
Pré-forma
Produto acabado
16
METALURGIA FÍSICA
Transformações de Fases
• Como ocorrem as transformações de fases sob o ponto de vista termodinâmico (equilíbrio/estabilidade)
•Quais as fases em equilíbrio sob determinadas condições (temperatura, pressão e composição química)
 ↓
Previsões através dos Diagramas de Equilíbrio
METALURGIA FÍSICA
METALURGIA FÍSICA
Estuda os Processos MECÂNICOS e METALÚRGICOS de Fabricação
Processos MECÂNICOS de Fabricação :
Utilizam TENSÕES para as transformações de forma necessárias para a obtenção de um determinado produto
• São classificados em função da magnitude das tensões utilizadas.
METALURGIA DE TRANSFORMAÇÃO
Processos METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
• Utilizam CALOR (ENERGIA TÉRMICA) para as transformações de ESTADO FÍSICO e de FORMA necessárias para a obtenção de um determinado produto
• São classificados em função da TEMPERATURA DE TRABALHO.
METALURGIA DE TRANSFORMAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS METALÚRGICOS DE FABRICAÇÃO
METALURGIA DE TRANSFORMAÇÃO
Temperatura de trabalho > Temperatura de Fusão do Metal/Liga
Fundição
Soldagem
Lingotamento
Temperatura de trabalho < Temperatura de Fusão do Metal/Liga
Sinterização
Metalurgia do pó
E a disciplina METALURGIA DOS NÃO FERROSOS, como será abordada???
 Noções básicas sobre os minerais e processos de beneficiamento. Características das ligas de alumínio. Características das ligas de cobre. Características das ligas de estanho. 
Metais não-ferrosos, tendências, indicadores do setor. Insumos do setor. Insumos metálicos. 
Processos extrativos. Refino. Produção de ligas. 
Apresentação de processos pirometalúrgicos, hidrometalúrgicos e eletrometalúrgicos 
Usos e aplicações dos metais: alumínio, cobre, níquel, chumbo, estanho, ouro magnésio, zinco, titânio e prata. 
Combustíveis, fundentes e refratários. Metalurgia do pó.