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Arley Henrique de Souza Luz (10021002801) Moyss P. Mufarrej (10021000601) Waldemilson Correia da Silva (10021003101)

MINRIO DE NIBIO

Trabalho sobre Minrio de Nibio, da disciplina Tecnologia Metalrgica, ministrado pelo Mestrando: Eng Lcio da Silva Barboza Filho, Orientador: Prof. Dr. Eduardo de Magalhes Braga.

Belm Junho/2010

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Sumrio1. OBJETIVO ........................................................................................................................... 4 2. INTRODUO .................................................................................................................... 4 3. DESCRIO ........................................................................................................................ 5 4. PROPRIEDADES................................................................................................................. 5 4.1. PROPRIEDADES ATMICAS ...................................................................................... 6 4.2. PROPRIEDADES QUMICAS ....................................................................................... 6 4.3. PROPRIEDADES FSICAS ............................................................................................ 6 5. COMPOSTOS....................................................................................................................... 7 6. HISTRIA ............................................................................................................................ 7 7. FORMAS DE OCORRNCIA ........................................................................................... 9 8. DADOS TCNICOS ............................................................................................................ 9 8.1. MINRIO PRIMRIO .................................................................................................... 9 8.2. MINRIO RESIDUAL.................................................................................................. 10 9. DEPARTAMENTOS PRODUTIVOS E TECNOLOGIA APLICADA ....................... 10 9.1. UNIDADE DE CONCENTRAO ............................................................................. 10 9.2. UNIDADE DE CALCINAO .................................................................................... 11 9.3. UNIDADE DE PRODUO DE NIBIO METLICO ............................................. 11 10. PROCESSOS EXTRATIVOS ......................................................................................... 12 10.1. PROCESSO DE BRITAGEM ..................................................................................... 12 10.2. PROCESSO DE PRODUO .................................................................................... 17

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11. OBTENO DO NIBIO METLICO ....................................................................... 18 12. OFERTA MUNDIAL - 2000............................................................................................ 20 12.1. PRODUO INTERNA ............................................................................................. 21 12.2. IMPORTAO ........................................................................................................... 22 12.3. EXPORTAO ........................................................................................................... 22 12.4. CONSUMO INTERNO ............................................................................................... 23 12.5. PROJETOS EM ANDAMENTO E/OU PREVISTOS ................................................ 24 12.6. OUTROS FATORES RELEVANTES ........................................................................ 24 13. APLICAES .................................................................................................................. 25 14. RELATIVIDADE ............................................................................................................. 27 15. REATIVIDADE ................................................................................................................ 28 16. O NIBIO NA NATUREZA ........................................................................................... 28 17. O NIBIO E A VIDA ...................................................................................................... 29 18. CONCLUSO................................................................................................................... 29 19. REFERNCIAS BIOGRFICAS .................................................................................. 30

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1. OBJETIVO Este trabalho tem por objetivo mostrar a estrutura e aplicaes do metal nibio, mostrando a potncia deste minrio no mercado mundial. O estudo do minrio visa demonstrar como gerado o material fino durante a britagem do ferro nibio bem como um projeto de sua reduo durante o processo de produo.

2. INTRODUO0

O nibio um metal de alto ponto de fuso (2.468 C) do grupo dos metais ditos refratrios, que se destaca pelas seguintes caractersticas: densidade pouco superior do ferro, elevada resistncia ao ataque por certos cidos e metais lquidos, baixa resistncia oxidao e supercondutividade a temperaturas inferiores a 264 graus negativos Celsius. A liga ferronibio, obtida atravs da aluminotermia, o produto final mais importante da cadeia do nibio, sendo destinado produo de alguns aos especiais, especialmente os micro-ligados e os inoxidveis. Nos aos microligados, mesmo com um reduzido consumo especfico (cerca de 400g de FeNb por t de ao), o nibio confere ao produto caractersticas de resistncia mecnica, tenacidade e soldabilidade. J para os inoxidveis, seu valor est em neutralizar o efeito de carbono e nitrognio, afastando risco de deteriorao do produto por corroso. O xido de nibio (99% de Nb2O5), que representa 13% do mercado mundial de nibio, a matria-prima para a fabricao de produtos especiais como: ferronibio de alta pureza, nquel-nibio, xidos especiais de nibio (grau tico e grau cristal) e nibio metlico e suas ligas, os quais se destinam a uma srie de usos mais sofisticados como as superligas aeronuticas, os cermicos para opto-eletrnica e os supercondutores. Vale ressaltar que o nibio, como metal puro, apresenta pouca aplicao.

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3. DESCRIO O nibio o elemento de nmero atmico 41 e smbolo qumico Nb, pertence ao grupo 5 e ao 5 perodo da tabela peridica. Descoberto em 1801, por

Charles Hatchett, o nibio deve este nome a Nobe, filha de Tntalo (cujo nome foi dado ao elemento imediatamente abaixo do nibio na tabela peridica), ambos personagens da mitologia Grega. O nibio, no seu estado puro, um metal cinzento de aspecto brilhante.Figura 01: Niobita

So extradas, anualmente, cerca de 25 mil toneladas deste metal, sendo o Brasil o seu principal produtor. As aplicaes so variadas, mas a sua adio a ligas metlicas um uso comum. Algumas destas ligas so usadas devido s suas propriedades supercondutoras de eletricidade. Noutros casos, o nibio tambm adicionado a ligas para promover uma maior resistncia a altas temperaturas, sendo exemplo disso, o seu uso em reatores nucleares.

4. PROPRIEDADES

Nome: Nibio Smbolo: Nb Nmero atmico: 41 Massa atmica: 92,90638 Classe: metal Srie: metal de transio Grupo: 5 Perodo: 5 Bloco: d Configurao eletrnica: [Kr] 4d4 5s1 Abundncia:

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o o o o

Terra: 631 ppb Crosta terrestre: 10 ppm Oceano: 10 pM Sistema Solar: 79 (relativa a H 1012)

4.1. Propriedades atmicas

Raio atmico: 1,429 Raio covalente: 1,34 Raio inico: (Nb5+) 0,78 ; (Nb3+) 0,86 ons comuns: Nb5+ ; Nb3+

4.2. Propriedades Qumicas

Electronegatividade de Pauling: 1,6 Energias de ionizao:o o

1 652,1kJ mol-1 2 1380 kJ mol-1

4.3. Propriedades Fsicas (em condies de presso e temperatura normais)

Estado fsico: Slido Estrutura cristalina: Cbica de corpo centrado Cor e aparncia: cinzento metlico Ponto de fuso: 2477 C Ponto de ebulio: 4744 C Condutividade trmica: 54,2 W m-1 K-1 Densidade: 8,570 g cm-3 Volume molar: 10,83 cm3 mol-1 Capacidade calorfica: 24,62 J mol-1 K-1

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5. COMPOSTOS O nibio pode apresentar diversos estados de oxidao, sendo os mais comuns +2, +4 e +5, formando os xidos NbO (cinzento), NbO2 (preto-azulado) e Nb2O5, respectivamente. Este ltimo xido apresenta um considervel polimorfismo. Alguns compostos de nibio so caracterizados pelas suas propriedades magnticas ou pela sua cor. O LiNbO3 usado como alternativa ao quartzo em filtros de freqncia para aparelhos de comunicao. O SrxNbO3 (x=0,7-0,95) caracterizado pela sua variao de cor, de azul-escuro a vermelho, de acordo com a quantidade de Sr. O nibio surge tambm diretamente associado ao flor, cloro, bromo e iodo. Para um dado estado de oxidao a do nibio (de +5 a +2), surgem compostos da forma NbXa onde X = F, Cl, Br, I. Este elemento forma tambm diversos compostos de enxofre, de selnio e de telrio, com estequiometrias variadas. Exemplos de outros compostos contendo nibio nos diversos estados de oxidao podem ser:

No estado de oxidao -3: [Nb(CO)5]3No estado de oxidao -1: [Nb(CO)6]No estado de oxidao +2: NbS No estado de oxidao +3: [Nb2Cl9]3No estado de oxidao +4: [Nb(CN)8]5-; [NbC16]2-; [NbF7]3No estado de oxidao +5: ScNbO4; [NbF6]-; [MF7]2-; [MF8]3-

6. HISTRIA O elemento 41 foi descoberto na Inglaterra em 1801, por Charles Hatchett, que na poca o denominou de colmbio. Posteriormente, o qumico alemo Heinrich Rose, pensando haver encontrado um novo elemento ao separ-lo do metal tntalo, deu-lhe o nome de nibio em homenagem a Nobe, filha do mitolgico rei Tntalo. As informaes mais antigas sobre o uso de nibio datam de 1925, referindo-se substituio do tungstnio na produo de ferramentas de ao. No incio da dcada de 1930, o nibio passou a ser utilizado na preveno de corroso intergranular em aos inoxidveis.

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At a descoberta quase simultnea de depsitos de pirocl