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ENG06631-Metalurgia Extrativa dos Metais Não-Ferrosos-I A; 2007/1Nestor Cezar Heck / UFRGS - DEMET

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INTRODUÇÃO À METALURGIA EXTRATIVA

I CONSIDERAÇÕES BÁSICAS

Os ‘metais’1 representam 3/4 dos elementos conhecidos do universo – logo, são muito importantes! I.1) Há um ardil nesta afirmação, qual? I.2) Por qual motivo nem todos os ‘metais’ podem ser qualificados como importantes, para nós?

1. Uso de materiais na constituição de bens: utensílios, máquinas, veículos, habitações, etc.A utilização de materiais metálicos significa empregos para profissionais com formação nas áreas deprodução de materiais metálicos e afins. Uma análise sobre este tema tem aspectos surpreendentes!

Teça considerações – favoráveis ou desfavoráveis ao setor metalúrgico – sobre as palavras-chaveapresentadas abaixo; leve em consideração aquilo que está escrito entre os parênteses.

TIPO DE BEM (durabilidade)______________________________________________________

1.1) Há, tendo em vista essa classificação, qualidades nos materiais metálicos que podem serusadas como trunfo para incentivar o seu uso?

MATERIAIS DO BEM (uni-multiplicidade)____________________________________________

1.2) Analise um determinado bem material (pense nos ramos industriais envolvidos com a produçãode materiais para o bem; pense nas classe às quais os materiais pertencem; correlacione ambos).

ORIGEM DO MATERIAL (existe na natureza?)_______________________________________

1.3) Esta palavra-chave pode ser associada com o grau de processamento da matéria-prima; comoficam os metais – frente a essa classificação? (Lembre-se dos metais nativos.)

METAIS (fração e tipo)__________________________________________________________

1.4) Como futuro(a) profissional, que conceitos te vêm à mente – com este item?

STATUS DA UTILIZAÇÃO DO(S) MATERIAL(IS)(I) Sem sucedâneo 1.5) É um fator positivo ou negativo? 1.6) Dê exemplos (é fácil?)!

(II) Substituição possível (reativa: em ‘represália’ e pró-ativa: porque é melhor) 1.7) Dê exemplos (é fácil?)! 1.8) Por quais motivos – de fato – se empregam tais materiais para tais aplicações? 1.9) A empresa X produz enxadas com cabos de madeira e ancinhos com cabos de aço (tubos);

analise (e extrapole) as implicações disso para: (i) a indústria X (e seus colaboradores) e (ii)especificamente para os colaboradores (as) profissionais da engenharia metalúrgica.

(III) Sem materiais adequados ou consagrados 1.10) Que conceitos te vêm à mente com esses itens? 1.11) Dê exemplos (é fácil?).

2. Sobre a produção de materiaisO aço é o metal (liga) mais importante em aplicações hoje em dia. Outros materiais tão importantesquanto ele são: ________________ e _________________.

Dados sobre a produção de aço:~1E9 t/ano; equivalente à 93 % dos metais; 5 vezes maior que a dos plásticos, compósitosmetalocerâmicos (‘cermets’) e outros metais (não-ferrosos e ferros-fundidos).

1 Metal, nesse caso, significa elemento metálico; em geral nos referimos, com essa palavra, tanto às

ligas metálicas quanto aos metais ‘puros’.


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2.1) Calcule, baseado na afirmação acima, a produção aproximada de (i) outros metais, (ii) plásticos,‘cermets’ e outros metais, (iii) plásticos e ‘cermets’.

3. Principais razões para o emprego de materiais metálicosDeve-se à vários fatores positivos, isolados ou em conjunto, relacionados com suas propriedades como,por exemplo:

Natureza dapropriedade

Considerações e exemplos:

Propriedadesfísicas

Condutividade elétrica e térmica, refratariedade, cor, brilho, densidade. 3.1) Onde a densidade pode ser um fator importante?

Propriedadesmecânicas

Resistência em alta e baixa temperatura, conformabilidade, tenacidade, ductilidade,dureza. 3.2) Onde a resistência à fluência pode ser uma propriedade importante?

Propriedadesquímicas

Susceptibilidade à corrosão (aquosa e oxidação em alta temperatura);capacidade de formação de ligas com outros metais e de ser soldado.

Conhecimentocientífico

3.3) Como este fator pode ser aproveitado em favor dos materiais metálicos?

Fatores deprodução

Suprimento garantido;abundância e oferta confiável de matérias primas. 3.4) Minério, aqui, também é matéria-prima? 3.5) Explique o significado econômico de abundância e oferta confiável de

matérias primas e suprimento garantido.Mercado confiável para "produtos metálicos". 3.6) Explique o caso dos equipamentos e máquinas para escritório. 3.7) Já que a empresa pode alterar o material que emprega em um dado produto,

que reflexos isso pode ter sobre ela própria?Fatoresambientais

Durabilidade;reciclabilidade do material;degradação rápida e sem perigos. 3.8) Sobre este último item: faça uma comparação com um material não-metálico.

Produtos da decomposição conhecidos. 3.9) Por que foi mencionado conhecidos, ao invés, ‘não-tóxicos’?

CUSTO De produção da mercadoria metálica;De manutenção do produto; 3.10) Comente o fato da manutenção ser possível e cite um caso de material com

manutenção difícil ou impossível.De reposição do produto. 3.11) Comente.

II CONSIDERAÇÕES DE NATUREZA ECONÔMICA

Os itens preço e custo são importantes em qualquer atividade econômica. II.1) Como preço e custo de uma mercadoria (ou de um serviço) estão relacionados?

1. Preço de um determinado metalNasce o preço! 1.1) Como é decidido o preço dos metais – principalmente daqueles ditos commodities? 1.2) À qual bolsa internacional de metais se refere essa sigla: LME?

Os objetivos das bolsas são: dar proteção contra riscos de mudanças súbitas nos preços dos metaisbase; dar uma referência internacional de preço para a atividade de produção dos metais; e, proverestoques em locais interessantes para o comércio dessas mercadorias.O preço é inversamente proporcional à oferta! (‘lei da oferta e da procura’). 1.3) Qual é o limite inferior do preço? 1.4) Quem está sendo protegido contra o risco das mudanças súbitas, citadas anteriormente: o

comprador ou o vendedor?


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Em larga escala, preços são uma função do tempo:preços são elevados no início da produção (ou da descoberta do metal): no tempo dos faraós, no antigoEgito, o ferro era tão valorizado quanto o Au e a Ag; na Feira Internacional de 1855, o preço do Al era130 £/kg [~227 000 US$/t]; para comparação, pode-se citar o preço de 2004: 1 644 US$/t. 1.5) Tente explicar as razões desse comportamento!

Preços são uma função do tempo também em curta escala:preços oscilam diariamente, semanalmente, mensalmente, etc. (em função da oferta e da demanda); opreço real dos metais (após a correção da inflação) tem se mantido estável ou até mesmo caído (!) nosúltimos 100 anos (conheces alguma figura sobre isso?). 1.6) Quais razões explicam a manutenção ou a queda dos preços nos últimos 100 anos?

Composição básica do preço de um metal:a grosso modo, o preço do metal engloba, além da margem, os gastos com a sua extração mais opreço do minério. O preço de um minério beneficiado, por sua vez, inclui os custos advindos douso da tecnologia mineral necessária para produzi-lo, mais a margem do produtor. 1.7) Considere que 1 t de minério beneficiado contém 30 kg de metal. Se o preço do metal for

2 $/kg e o preço do minério for 15 $/t, (a) quais poderão ser os gastos máximos com a suaextração (em $/kg metal), se queremos obter uma margem de 0,2 $/kg? (b) Alternativamente,pode-se comprar o metal ao invés do minério. Quando se deve fazer isso?

1.8) Normalmente há perdas durante a extração do metal a partir do minério (o rendimentonão é 100%). Como se pode introduzir essa correção no raciocínio acima?

Algumas oscilações dos preços podem ser o resultado de ações deliberadas, outras, são fruto do‘destino’. Entre as causas, pode-se pensar nas seguintes:I) controle por parte dos produtores (cartéis, limitação da produção, estoques reguladores);II) controle por parte dos compradores; 1.9) Dentre as causas citadas no item anterior, qual está presente aqui também?

III) recessão industrial (promove baixa de preços) expansão econômica (promove alta de preços); 1.10) Não deveria ser o contrário (aparente contradição com a lei da ‘oferta e procura’)?

IV) alta de preços estimula a entrada em serviço de minas antieconômicas;V) alta de preços estimula a entrada de sucedâneos;VI guerra e instabilidade política;VII) desova de estoques para capitalização; 1.11) É possível associar os itens VI e VII? Como? 1.12) Quais os reflexos das causas citadas nos itens IV a VII sobre os preços? (causam baixa

ou alta?)VIII) mudança de uma tecnologia que emprega metal para outra que não os utilize. 1.13) O preço de qual metal foi afetado quando a cidade de Nova Iorque começou a instalar

uma rede de telecomunicação via cabos de fibra óptica? Produziu alta ou baixa de preços?Tabela I: Exemplos de preços (na década de 90) para metais ‘high grade’ na LME:

Moeda Metal Preço Moeda Metal PreçoUS$/t Al 1 254 US$/t Sn 6 107

“ Zn 1 240 “ Ag 0,12 E 6“ Ni 7 002 “ Pt 11,1 E 6

£/t Cu 1 297 * “ Au 10,80 E 6£/t Pb 307 ** “ Fe*** 350

* US$/t 2270** US$/t 537*** aço ‘doce’, somente para comparação (não é comercializado em bolsa)

‘Teoria da relatividade’ para preços de metais:A relação entre preços de metais diferentes tende a se manter constante para períodos ‘curtos’ detempo; ao longo de décadas, contudo, há variações. Exemplo: Sn/Cu, em 1951 era igual à 5; em1990, apenas 2. 1.14) Por quais motivos os preços dos metais (diferentes) diferem? 1.15) Como a utilidade (ou emprego) limitada pode afetar o preço de um metal? 1.14) Cobre em barras e cobre trefilado (um mesmo metal) podem ter preços diferentes. Por

quais motivos?


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2. Custo de produçãoComente os fatores relevantes no custo de produção dos metais:

relacionados aos depósitos minerais; _______________________________________alcance e complexidade do procedimento extrativo; ___________________________grau de pureza do metal; _______________________________________

2.1) Este fator também pode ser considerado na produção de ligas?energia ‘consumida’;fatores relacionados à reciclagem; _________________________________________custos variáveis e fixos como função da política econômica onde se insere o produtor; __________________________________

estes fatores serão estudados em maior profundidade posteriormente.

III CONSIDERAÇÕES DE ORDEM GENÉRICA

1. Classificação dos metaisOs metais são classificados sob vários critérios. Alguns tipos de classificações podem ficarobsoletas. O Ti, antigamente, era classificado como um metal refratário. Hoje, pelo seu empregona indústria aeroespacial, está entre os metais leves. 1.1) Procure, na bibliografia, uma classificação.

2. Cuidados na comparação da produção entre metaisNa comparação entre a produção de dois metais não-ferrosos, pelo fato de poder haver grandediferença nas suas densidades, perde-se a noção da relação entre seus volumes. 2.1) Se a produção de aço fosse aproximadamente 25 E 6 t/ano e a de Al de 1E 6 t/ano, a

massa de alumínio produzida anualmente seria aproximadamente 4% daquela do aço. Emvolume, contudo, a produção de Al, em relação à do aço, seria diferente! (a) Qual é essevalor? (b) De quanto porcento foi o aumento entre estes ‘números’?

Lembre-se: a produção é uma taxa (propriedade / tempo).

3. Consumo aparente, CAO consumo aparente, de um dado metal, de um país (ou região) é calculado pela seguintefórmula:

CA = PP + PS + IM – EX – VESOnde : PP = produção primária; PS = produção secundária; IM = importação; EX = exportação;VES = variação nos estoques.Lembre-se: o consumo também é uma taxa (propriedade / tempo).

3.1) Como devemos definir VES nessa fórmula: igual à estoques em dezembro menosestoques em janeiro, ou vice-versa?

• 3.2) Para que pode servir o conhecimento do CA?

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