Minerais Industriais - Aluminas Alcoa Latin America
12o Congresso Brasileiro de MineraçãoBelo Horizonte, 25 de Setembro de 2007
Jorge Camps Andreu – Gerente Comercial
OPERAÇÕES ALCOA NO MUNDO
Bauxite, Alumina and ChemicalsPrimary AluminumFabricated Aluminum ProductsPackaging and Consumer Products
Castings and Related ProductsRelated ProductsTechnical CenterCorporate
44 Países350+ Localidades 124.000 Funcionários- 5 Regiões- 5 Negócios Globais- 7 Áreas Funcionais
44 Países350+ Localidades 124.000 Funcionários- 5 Regiões- 5 Negócios Globais- 7 Áreas Funcionais
Desde 1888, LÍDER MUNDIAL na produção de alumina, alumínio primário e produtos fabricados de alumínio
Desde 1888, LÍDER MUNDIAL na produção de alumina, alumínio primário e produtos fabricados de alumínio
Receita por Região(2005)Receita por Região(2005)
EUA59%
Outros6%
Pacífico 12%
Europa23%
RefinariaRefinariaRefinaria ReduçãoReduReduççãoão Alumínio
Primário
AlumAlumíínionio
PrimPrimááriorioTransfor-
maçãoTransforTransfor--
mamaççãoão
Reabilitação
de Áreas
Mineradas
ReabilitaReabilitaççãoão
de de ÁÁreasreas
MineradasMineradas
Mineração
de Bauxita
MineraMineraççãoão
de Bauxitade Bauxita
ClientesClientes
TransportesTransportesTransportes
EmbalagensEmbalagensEmbalagens
Constr. CivilConstrConstr. Civil. Civil
IndustrialIndustrialIndustrial
EletricidadeEletricidadeEletricidade
ReciclagemReciclagem
ElectricalEnergy
ElectricalEnergy
EnergiaEnergia HidrelHidreléétricatrica
CICLO DE VIDA DO ALUMÍNIO
AGENDA
I. MINERAÇÃO E REFINO DA BAUXITA – ALCOA NO MUNDO MINERAÇÃO
II. MINERAÇÃO- RESERVAS
- LOGÍSTICA
- PROCESSO
- MEIO AMBIENTE
- SUSTENTABILIDADE
III. REFINARIA
IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES
Potencial
Em operação
Guiné: 24.8
Australia: 9.8
Brasil: 5.9
Venezuela: 5.5 India:2.9Vietnã: 2.3
China: 1.9
Rússia: 0.8
Colômbia: 0.4
Jamaica: 1.0
Grécia: 0.6
Indonésia: 1.5
Camarões: 0.8
Madagascar: 0.5
Filipinas: 0.5
Bilhões de toneladas
RESERVAS MUNDIAIS DE BAUXITA
Santa Isabel UHESanta Isabel UHE
UHE MachadinhoUHE Machadinho
Consórcio ALUMAR Consórcio ALUMAR -- São Luis São Luis -- Refinaria (Alumina)Refinaria (Alumina)-- SmelterSmelter (Alumínio)(Alumínio)
MRN MRN –– Rio TrombetasRio Trombetas-- Extração (Bauxita)Extração (Bauxita)
JURUTI JURUTI -- Instalação Instalação De Mina de BauxitaDe Mina de Bauxita
UHE Barra GrandeUHE Barra Grande
Linha deLinha deTransmissãoTransmissão--ETAUETAU
UHE EstreitoUHE EstreitoALCOA ALCOA -- Poços de CaldasPoços de Caldas-- Extração (Bauxita)Extração (Bauxita)-- Refinaria (Alumina)Refinaria (Alumina)-- SmelterSmelter (Alumínio)(Alumínio)-- Pó de AlumínioPó de Alumínio
Serra do Facão UHE Serra do Facão UHE
Pai Pai QuerêQuerê UHEUHE
ItapissumaItapissuma
AFLAFLGlobal Business Global Business ServicesServices (GBS)(GBS)
CSI / CSI / AphavilleAphavilleUtingaUtinga
MINA DE BAUXITA
Operações e Projetos da Alcoa no Brasil
TubarãoTubarão
SorocabaSorocaba
Operações industriais e de mineração em terras abrangem 8.518 hectares
Áreas de extração
Porto
Ferrovia
LOGÍSTICA
• Grande reserva 700 milhões de toneladasestimadas
• Bauxita de alta qualidade
• Facilidade de escoamento via transporte fluvial / marítimo
• Sólido alicerce na cadeia produtiva do alumínio, suprindo bauxita para o sistema Alcoa
• Nessa primeira fase fornecerá exclusivamente para a expansão da Refinaria de São Luis
• A mineração de Juruti e a expansão da refinaria de São Luis são vistas de forma integrada
Projeto Juruti
PORTO & ÁREA DE MANUSEIO DE MATERIAIS
BENEFICIAMENTOLAVRABRITADOR Bauxita Britada
REJEITOS
PLANTA DE LAVAGEM
Bauxita Lavada
Pátio Bauxita PortoEMBARQUE
Estrada 3 km
Ferrovia 55 km
Virador de Vagões
FLUXO DO PROCESSO DE MINERAÇÃO
LAVRA DA BAUXITA
• A bauxita é encontrada principalmente em áreas tropicais. Países com grandes reservas de bauxita são a Guiné, Austrália, Brasil, Jamaica e a Índia, que juntos compreendem mais de 70% das reservas mundiais provadas
• Formada por um processo químico natural, proveniente da infiltração de água em rochas alcalinas em decomposição
• O minério é encontrado próximo à superfície com uma espessura média de 4,5 metro
• Extração é geralmente realizada a céu aberto com o auxílio de retroescavadeiras
Extração do Minério
Limpeza de camada de terra e vegetação
Mineração de BauxitaTransporte em
caminhão
Armazenagem de Bauxita
ReflorestamentoCarregamento em navio
Britador
Planta de Lavagem
Pilha de bauxita Lavada
Pilha de Bauxita Britada
Instalações Manutenção
Ferrovia
PLANTA DE BENEFICIAMENTO
Pilhas de Bauxita
Estocagem de CombustíveisCarregador de Navios
Área Administrativa
Porto de Carga Geral
Ferrovia
PORTO
EXCELÊNCIA AMBIENTAL
Mineração de bauxita é um uso temporário da terra, pois após reabilitação ela é
devolvida ao meio ambiente, possibilitando outros usos no futuro
Atualmente mais de 83% da área minerada é recuperada
Reabilitação das minas de bauxita Intervenções em áreas naturais feitas de forma planejada: - recolhimento e estocagem do solo orgânico,
proteção das áreas de erosão - proteção do aqüífero subterrâneo por uso de
bacias para coleta e infiltração de água- reabilitação da vegetação usando espécies
nativas
EXCELÊNCIA AMBIENTAL
Busca de Ecoeficiência• Investimentos em sistemas de monitoramento e gestão ambiental e no desenvolvimento de novas tecnologias.
• A Alcoa Inc. adota globalmente a Estratégia de Sustentabilidade 2020, que estabelece metas claras e ambiciosas a serem alcançadas até o ano de 2020, entre as quais:
- redução no consumo de águae energia
- reaproveitamento e reciclagemde resíduos
- diminuição de emissões
• Criação de Reservas de Proteção do Patrimônio Natural (RPPNs), desenvolvendo trabalhos de preservação da mata nativa e de sua biodiversidade
A Gestão responsável dos recursos naturais faz parte da estratégia de negócio da Alcoa
SUSTENTABILIDADE
Sustentabilidade em Juruti
O Modelo de Sustentabilidade do empreendimento da Alcoa em Juruti tem em seu eixo central o desenvolvimento regional sustentável
19521952 Criação da Alcoa Foundation
20032003 Diretora Global de Sustentabilidade
19971997 Um milhão de árvores
19931993 Parque Ambiental de Poços de Caldas
19961996 Parque Ambiental de São Luis - Maranhão
19981998 Primeira Certificação ISO 14001 (Mineração em Poços)
20002000 Bravo e Action
2004 2004 Parceria em Reciclagem – Tetra Pak
20022002 1o. Relatório de Sustentabilidade - Alcoa Alumínio SA
19791979 Técnicas de reabilitação de áreas mineradas
19901990 Criação do Instituto Alcoa
19951995 VivaVida
20012001 Primeira Certificação SA 8000 (Itajubá)
20002000 Estratégia Global de Meio Ambiente -Visão 2020
2005 2005 Juruti : audiências públicas e ONGs
2006 2006 Parcerias Insituto Ethos e Rever Consultoria
SUSTENTABILIDADE
Marcos de Sustentabilidade na Alcoa no Brasil
AGENDA
I. MINERAÇÃO E REFINO DA BAUXITA – ALCOA NO MUNDO
II. MINERAÇÃO
III. REFINARIA- PROCESSO BAYER
- DEFINIÇÕES DE ALUMINAS
- CONCEITOS TÉCNICOS
- ALUMINA GRAU METALÚRGICO – SGA
- ALUMINA GRAU NÃO METALÚRGICO– QUÍMICOS
IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES
Mineração Moagem Digestão
Clarificação
PrecipitaçãoCalcinação
Adequar a granulometria da bauxita para o ataque com soda caustica
Moagem da Bauxita
PROCESSO BAYER
Mineração Moagem Digestão
Clarificação
PrecipitaçãoCalcinação
Digestão
PROCESSO BAYER
Etapa do processo onde a gibsita é dissolvida.
Al(OH)3 + 2 NaOH Al(OH)4- +2 Na+
145ºC
Mineração Moagem Digestão
Clarificação
PrecipitaçãoCalcinação
Clarificação
PROCESSO BAYER
Separação dos sólidos (lama), que não foram dissolvidos na etapada Digestão, do licor (rico em gibsita dissolvida)
Mineração Moagem Digestão
Clarificação
PrecipitaçãoCalcinação
Precipitação
PROCESSO BAYER
Etapa onde ocorre a cristalização da gibsita que foi dissolvida na etapa da Digestão. É uma etapa crítica,
pois toda a qualidade do produto é controlada.
Reação inversa à que ocorre na Digestão
Al(OH)3 + 2 NaOHAl(OH)4- +2 Na+
Semente
Resfriamento
Mineração Moagem Digestão
Clarificação
PrecipitaçãoCalcinação
Calcinação
PROCESSO BAYER
É o processo de retirada da água de cristalização do hidróxido de alumínio (Gibsita), transformando-o em alumina
2 Al(OH)3Al2O3 + 3 H2O
<1000ºC
4 ton Bauxita 2 ton Alumina 1 ton Alumínio
Hidróxido de Alumínio Alumina de Transição Alumina Alfa
PROCESSO BAYER
Calcinação
Fotos de um único aglomerado cristalino na seqüência de calcinação da alumina , visto ao aomicroscópio eletrônico de varredura numa ampliação de 1200 vezes
Alumina• Óxido de Alumínio, Al2O3
Alumina Alfa• Forma mais estável do óxido de alumínio com respeito a termodinâmica, também chamado
coríndon
Aluminas de Transição• Tipos Intermediários de óxido de alumínio obtidos antes da alumina alfa
Alumina Grau Metalúrgico - SGA• Utilizada na fabricação de alumínio metálico• Contém cerca de 25% de alumina alfa e sua morfologia é semelhante a do hidróxido de alumínio
DEFINIÇÕES DE ALUMINAS
Aluminas Especiais• Aluminas calcinadas com elevadas quantidades de fase alfa (75 a 100%) e controle específico
de alguns parâmetros• Parâmetro variáveis:
- Quantidade de alumina alfa, tamanho de cristal primário, teor de sódio e fase de transição, área de superfície, etc.
Aluminas de Baixa Soda• Na2O<0,10%• Aplicações elétricas e eletrônicas, como: velas de ignição, isolantes elétricos e circuitos
integrados
Alumina Tabular ou Sinterizada• Aluminas submetidas a um tratamento térmico a altas temperaturas (~1850°C)• 100% fase alfa• Cristais grandes (50-500mm)• Alta densidade, inércia química, resistência ao choque térmico.
DEFINIÇÕES DE ALUMINAS
Alumina Eletrofundida• Obtida a partir da fusão da alumina grau metalúrgico ou bauxita em fornos elétricos a arco• Podem ser fundidas com silício (mulita), óxido de cálcio (cemento), óxido de magnésio
(espinélio), óxido de zircônio, etc.
Alumina Reativa• Aluminas de elevada pureza (99,7 a 99,99% Al2O3) e pequeno tamanho de cristal primário
(<1mm), obtidas a partir de processos especiais de precipitação e moagem• Adequadas para produção de cerâmicas com alto grau de densidade e microestrutura
homogênea
DEFINIÇÕES DE ALUMINAS
Área de Superfície• Proporcional ao percentual de
fase alfa.• Definida em função da
temperatura e atmosfera de calcinação
• Exemplos:• A-1: 60m2/g• A-2: 1,3m2/g
0
50
100
150
200
250
300
350
400
100 300 500 700 900 1100 1300
TEMPERATURA ( OC )
ÁR
EA S
UPE
RFI
CIA
L ( m
2 / g
)
CONCEITOS TÉCNICOS
Teor de Na2O• >0,2%: Ajustes na precipitação• 0,1 a 0,2%: Lixiviação de una fase de transição com água ou ácidos (ex.. APC)• 0,02 a 0,1%: Extração de sódio volátil por adição de sais de cloro ou boro durante a calcinação
Tamanho de Partículas• Moagem a seco (moinho de esferas + classificação) → mais comum• Moagem a úmido ou micronização → processos especiais
CONCEITOS TÉCNICOS
Densidade (g/cm3)• Livre
- massa/volume sem compactação• Compactada
- massa/volume após compactação• Peso Específico
- densidade real segundo ensaios de picnometria
Distribuição de Tamanho de Partícula• Peneira:
- Série Tyler: 100 (0,150mm), 200 (0,075mm) e 325 (0,045mm)
• Laser (Coulter):- D10, D50 e D90 (mm)
D50
50%
D90
90%
D10
10%
CONCEITOS TÉCNICOS
Umidade e Perda ao Fogo (LOI)• Aluminas Calcinadas
• U300: perda de massa entre a temperatura ambiente e 300°C- Nota: Esta temperatura não é a mais comum, mas é adotada para aluminas da Alcoa.
O mais típico é medi-la a 110°C.• LOI: perda de massa entre 300 e 1000°C
• Hidróxidos• U110: perda de massa entre a temperatura ambiente e 110°C
- Nota: Como o hidróxido de alumínio é constituído por Al(OH)3, que começa a decompor-se a ~280°C
• LOI: perda de massa entre 110 e 1000°C- É significativa pois corresponde a decomposição de todo o hidróxido.
CONCEITOS TÉCNICOS
Insolúveis em Ácido• É uma medida do porcentual de alumina (Al2O3) no hidrato [Al(OH)3] moído (Hydrogard-GP).
Alvura• Mede a intensidade de luz refletida pela incidência de um feixe policromático de luz.
Somente medido no Hydrogard-GP
Absorção de Óleo• Quantidade de óleo adsorvido (%) pelo material (é importante para aluminas de polimento).
Norma ASTM D1493.
CONCEITOS TÉCNICOS
AGENDA
I. MINERAÇÃO E REFINO – ALCOA NO MUNDO
II. MINERAÇÃO
III. REFINARIA
IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES
Químicos - Mercado de Aluminas que Não para Produção de Alumínio MetálicoAluminas produzidas em subtipos adequados às necessidades de cada aplicação específica, com variação de alguma propriedade relevante, tal como a granulometria, o grau de calcinação e o teor de impurezas
• Famílias:- Hidróxido de Alumínio (Al(OH)3)(ou alumina tri-hidratada, ou hidrato)
- Óxido de Alumínio (Al2O3)(ou alumina, ou alumina calcinada)
• Tipos:- Commodities- Especialidades
MERCADO QUÍMICOS
Bauxita Refinaria Calcinação Moagem
• A-2G• APC-G• Série P
• A-1• APF
• A-2
• APCAltas Temperaturas
Altas Temperaturas+
Lixiviação
• A-50
Precipitador Eletrostático
• A-2F
Precipitador Eletrostático
FLUXO PRODUÇÃO - QUÍMICOS
Temperaturas Intermediárias
• C-30W• C-30 ESP• C-30
Moagem
• HYDROGARD GP
HIDRÓXIDOS DE ALUMÍNIO
C-30• Hidróxido de Alumínio seco a 110°C• 64,9% Al2O3 / 34,5% LOI• Umidade 0,1%• 3% maior que #100 / 96% maior que #325
C-30W• Hidróxido de Alumínio filtrado• 64,9% Al2O3 / 34,5% LOI• Umidade 8,0%• 9% maior que #100 / 98% maior que #325
Hydrogard-GP• Hidróxido de Alumínio seco a 110°C e moído• 64,8% Al2O3 / 34,5% LOI• Umidade 0,2%• Insolúveis em Ácido 0,10%• 2% maior que #325
ALUMINAS COMMODITY
APF (Alumina Para Fusão)• Alumina de Grau Metalúrgico (SGA)• Calcinada ~950°C• Área de Superfície 70m2/g• 4% maior que #100 / 94% maior que #325
A-1• Processo de classificação com peneira (#60) para retirada de partículas grossas contaminantes
ALUMINAS ESPECIAIS
A-2• Alumina Alfa (Especial)• Calcinada ~1250°C com agente mineralizador• Área de Superfície 1,3m2/g• 5% maior que #100 / 90% maior que #325
A-2G (A-2 moída / “ground”)• Área de Superfície 2,0m2/g• 3% maior que #325
APC (Alumina para Cerâmica)• Alumina Alfa (Especial)• Calcinada ~900°C / lavada com HCl / calcinada uma vez mais ~1250°C• Na2O 0,11%• Área de Superfície 1,3m2/g• 5% maior que #100 / 90% maior que #325
APC-G (APC moída / “ground”)• Área de Superfície 1,9m2/g• 3% maior que #325
ALUMINAS ESPECIAIS
P-923• Alumina Alfa (Especial) moída• Calcinada ~1250°C com agentes mineralizadores• Área de Superfície 1,9m2/g• 3% maior que #325• Absorção óleo 31%• Efeito Corte 5• Efeito Polimento 5
P-913• Alumina Alfa (Especial) moída• Calcinada ~900°C / lavada com HCl / calcinada uma vez mais ~1250°C• Na2O 0,11%• Área de Superfície 1,9m2/g• 3% maior que #325• Absorção Óleo 30%• Efeito Corte 3• Efeito Polimento 5
APLICAÇÕES
Refratários• Produtos Típicos:
A-2GAPC-G
• Componentes da matriz (fração fina)• Podem ser utilizadas em combinação com aluminas reativas, cemento, outros• APC-G é empregada somente em casos em que há necessidade de um produto com baixa
quantidade de álcalis• A-2G é o mais comum nesta aplicação
Eletrofusão• Produtos Típicos:
APFA-1
• Se utiliza aluminas de grau metalúrgico por sua facilidade de fusão: alta área de superfície.• Características importantes:
- Baixa quantidade de partículas menores que #325- Ausência de pontos negros- Teor de Na2O mais baixo possível
• A-1 empregada quando se busca um produto mais branco
APLICAÇÕES
Siderurgia• Produtos Típicos:
APFA-1
• Componente de escorias sintéticas para o tratamento do aço• APF e A-1 são utilizadas quando se necessita alta pureza (baixos teores de enxofre e umidade)
APLICAÇÕES
CERÂMICA
Fritas• Vidro moído utilizado na composição do esmalte• Alumina A-1:
Aumenta resistência química, dureza, opacidade e abrasão
Esmalte (vidrado)• Camada vítrea• Alumina A-2G:
Aumenta resistência a abrasão, ao impacto e química;Ajusta o brilho
Engobe• Camada intermediaria que otimiza a união suporte/esmalte• Alumina A-1:
Atua como agente branqueador e opacificante
APLICAÇÕES
Polimento• Produtos Típicos:
P-923P-913
• Utilizadas em massas de polimento sólidas ou líquidas, gerando efeito de corte e/ou polimento• Sua principal vantagem é a consistência de características como:
- Distribuição de Tamanho de Partículas- Grau de Calcinação- Composição Química- Absorção de óleo
Creme Dental• Produto Típico:
P-913• Atua como agente abrasivo• Possui consistência de propriedades químicas e físicas• Elevado grau e pureza• Controle microbiológico
APLICAÇÕES
Vidros• Produto Típico:
A-1• Sua principal função é como estabilizador• Melhora propriedades do vidro:
- Resistência mecânica- Resistência química- Diminui a tendência de separação de fases- Diminui a tendência de desvitrificação- Aumenta a dureza
• Principais características:- Pureza química- Distribuição de tamanho de partículas controlada
APLICAÇÕES
Coagulantes• Produtos Típicos:
C-30C-30W
• Utilizado para a fabricação de coagulantes, ex. Sulfato de Alumínio e Policloreto de Alumínio• Principal diferencia entre C-30 e C-30W é a maior umidade deste último• Características mais importantes:
- Baixo teor de partículas insolúveis- Alto grau de pureza (diferencia de matérias primas naturais)- Consistência de propriedades- Baixo teor de ferro que leva a uma brancura superior
APLICAÇÕES
Espumas• Produto Típico:
C-30 ESP• Possui a função de carga mineral em espumas de poliuretano:
- Aumenta a densidade- Melhora a resistência a compressão- Diminui a inflamabilidade
• Principais características:- Baixo teor de umidade (<0,15%)- Controle de qualidade rigoroso- Consistência química e física
APLICAÇÕES
Polímeros• Produto Típico:
Hydrogard GP• Atua como retardante de chama e supressor de fumaça• Se decompõe endotermicamente a partir de ~230°C, apagando ou reduzindo a velocidade de
propagação do fogo• Tipicamente utilizado em polímeros termofixos com temperatura de processamento menor que
230°C.• Principais características:
- Fina distribuição de partículas- Únicos produtos da decomposição são água e alumina (diferentemente de materiais
alternativos como os compostos halogenados)