Lista 2 -Processos Químicos

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PROCESSAMENTO DE FERRO E SUAS LIGAS
1. Explique as diferenças fundamentais em termos de composição entre ferro gusa e o aço comum? 
1. Explique resumidamente o processo de refino do aço? Como pode ser feito?
1. Quais os minérios são usados para produção de ferro e aço? 
1. O que é a ganga de minério de ferro? 
1. O que são as operações de aglomeração usadas no processamento de matéria-prima e porque elas são utilizadas? 
1. Como é feita separação entre a escória e o gusa líquido? Ela se baseia em qual característica? 
1. Sob o ponto de vista Termodinâmico, porque se faz a redução do minério? 
1. Quais são as cargas típicas do de um conversor? Porque se usa oxigênio e não ar? 
1. Como se mantem a carga no estado líquido durante o processo de refino? Qual o papel da cal e aditivos? 
1. Se todo processo de refino é feito com ferro no estado líquido, como é feito o processo se o ferro estiver no estado sólido?
RESPOSTAS:
1) O Ferro Gusa é composto de cerca de 4,5 % de carbono, 0,3 a 0,7 % de silício, 0,01 a 0,04 % de enxofre, no máximo 0,1 % de fósforo e cerca de 0,1 5 de manganês, já o aço é uma liga metálica composta por proximadamente 98,5% de Fe (ferro), 0,5 a 1,7% de C (carbono) e traços de Si (silício), S (enxofre) e P (fósforo).
2) Resumidamento o processo do refino do aço é: O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado líquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos.
3) Os minérios usados para a produção do ferro e do aço são:
Hematita (Fe2O3);
Magnetita (Fe3O4);
Limonita (Fe2O3.nH2O);
Carbonato de siderita (FeCO3).
4) A ganga do minério de ferro é o mineral ou conjunto de minerais não aproveitados de um minério.
5) As operações de aglomeração de minérios destinam-se a conferir às cargas a serem alimentadas no alto forno, constituídas basicamente por minérios de ferro e fundentes (sílica, alumina e cal), um formato adequado e resistência mecânica apropriada ao percurso descendente dessa carga no alto forno com percolação de gases através da carga.
6) A separação é realizada por meio da flotação. A flotação é um processo de separação de misturas em que se borbulha o ar por uma mistura coloidal, e a espuma formada arrasta as impurezas para a superfície.
7) A redução do minério é um processo de redução direta é uma alternativa ao uso do alto forno para a fabricação de um produto intermediário com as mesmas funções básicas do ferro gusa produzido pelo alto forno.
8) As cargas típicas de um conversos são ferro gusa líquido, sucata de ferro, minério de ferro e aditivos (fundentes).
9) O ferro é mantido em estado liquido devido ao calor gerado pelas reações exotermicas. O aditivo e a cal tem o papel de fixar as impurezas em forma de escória
10) O processo realizado para o estado sólido é o lingotamento.
PRODUÇÃO DE CIMENTO
1) Descreva o processo de fabricação do cimento Portland em todas as suas etapas. Faça um diagrama de blocos do processo descrito.
2) Liste as matérias-primas usadas na produção do cimento.
3) Qual a definição de aglomerante hidráulico?
4) Quais as vantagens do processo produtivo à úmido? E as desvantagens? Quais as vantagens do processo a seco? E as desvantagens?
5) Qual a necessidade de se fazer a moagem das matérias-primas? 
6) O que é o clínquer?
7) Por que o gesso é adicionado ao clínquer?
8) Quais medidas são tomadas para se reduzir a emissão de particulados na indústria do cimento?
9) O que é o coprocessamento? Quais são suas vantagens?
RESPOSTAS
1) 1 .Extração do calcário e argila, exploração de pedreiras quando se trata de rochas e xistos; por escavação, técnica usual de movimentação de terras;
2. Britagem; propósito de reduzir o material à condição de grãos de tamanho conveniente.
3. Pré-homogeneização; materiais argilosos e calcários são proporcionados e conduzidos aos moinhos e silos, onde se reduzem a grãos de pequeno tamanho em mistura homogênea.
4. Dosagem.
5. Moagem da farinha crua, procede-se à afinação da composição química e da moagem com a finura adequada à cozedura;
6. Homogeneização, a homogeneização da farinha que alimenta o forno é um fator determinante da qualidade do produto à saída do forno;
7. Forno, constituído por um tubo girando lentamente em torno de seu eixo, levemente inclinado, onde se processa a queima de combustível e recebendo pela sua boca superior o cru;
8. Resfriamento;
9. Adições, coloca-se material inerte e outras adições;
10. Moagem do cimento, a moagem do clinker é realizada em moinhos de bola conjugados com separadores a ar;
11. Armazenamento, em silos ou ensacados;
12. Expedição, em sacos de cimento para distribuidores ou a granel para concreteiras.
2) Óxido de cálcio (CaO) - 60 a 70%;
Sílica (SiO2) - 20 a 25%;
Alumina (Al2O3) - 2 a 9%;
Óxido de ferro III (Fe2O3) - 1 a 6%;
Óxido de magnésio (MgO) - 0 a 2%.
3) Aglomerantes hidráulicos são materiais pulverulentos (pó fino) que, misturados com água, formam uma pasta capaz de endurecer por secagem natural, ou seja, provocam reação química que libera calor. Estes resistem satisfatoriamente à ação dissolvente da água.
4) Úmido vantagens: Instalação menos cumprida e menos complexa, melhor homogenização do material.
Úmido desvantagens: Custo energético despendido. Uso maior de combustíveis
Seco vantagens: Usa menos poder colorífico, uso menor de combustível.
Seco desvantagens: Instalções mais complexas.
5) A moagem do crú, objetiva a obtenção da “farinha crúa” que é a mistura das matérias primas moídas. A farinha mais fina torna a queima mais fácil e consequentemente diminui a temperatura de clinquerização reduzindo gastos de energia.
6) Clínquer é o produto artificial obtido pela calcinação a elevada temperatura (1400-1500°C) de uma mistura de calcário, e argila devidamente dosados e moídos.
7) O gesso adicionado ao clinquer, tem a função de estender o tempo de pega do cimento ( tempo para inicio de endurecimento).
8) As medidas de controle para a redução da emissão de poeiras fugitivas nas áreas de mineração e na área industrial são o abatimento dos particulados por aspersão de água e o enclausuramento das áreas de estocagem e beneficiamento de materiais, com a instalação de sistemas exaustores e de filtros coletores de pós, além da pavimentação e da varrição das vias de circulação de veículos.
9) O coprocessamento é a integração de dois processos distintos, mas colaborativos: a queima de resíduos sólidos provenientes de indústrias (que, de outra forma, seriam descartados em aterros sanitários) e a fabricação de produtos que precisam de altas temperaturas durante alguma etapa de sua produção. O coprocessamento tem como vantagens: Redução de danos passivos. Aproveitamento do calor. Menos custos.