processos de fabricação de metais processos de metalurgia extrativa e siderurgia prof. mauricio m....

Processos de Fabricação de Processos de Fabricação de

MetaisMetais

PROCESSOS DE METALURGIA PROCESSOS DE METALURGIA

EXTRATIVA E SIDERURGIAEXTRATIVA E SIDERURGIA

Prof. Mauricio M. PeresProf. Mauricio M. Peres

22oosem / 2009sem / 2009

Processos de Fabricação de Metais Metalurgia Extrativa e

Siderurgia

Processos em Metalurgia Extrativa e Processos em Metalurgia Extrativa e Siderurgia :Siderurgia :

1. Introdução.1. Introdução.

2. Operações de Beneficiamento 2. Operações de Beneficiamento de Minérios. de Minérios.

3. Processos Pré-Extrativos.3. Processos Pré-Extrativos.

4. Processos de Extração e Refino.4. Processos de Extração e Refino.

5.5. Processos Siderúrgicos.Processos Siderúrgicos.

1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO

1.1 Relevância Tecnológica dos 1.1 Relevância Tecnológica dos Metais;Metais;

1.2 Crosta Terrestre e sua Pobreza Metálica;1.2 Crosta Terrestre e sua Pobreza Metálica;

1.3 Fontes Alternativas de Suprimentos Metálicos;1.3 Fontes Alternativas de Suprimentos Metálicos;

1.4 Mercado Internacional de Metais ;1.4 Mercado Internacional de Metais ;


Siderurgia


Siderurgia


1.2 Crosta 1.2 Crosta Terrestre e sua Terrestre e sua Pobreza Metálica;Pobreza Metálica;


1.2 Crosta 1.2 Crosta Terrestre e sua Terrestre e sua Pobreza Metálica;Pobreza Metálica;


Siderurgia


Evolução do consumo dos 3 Evolução do consumo dos 3 metais mais usados:metais mais usados:

Aço, alumínioe cobreAço, alumínioe cobre


Siderurgia


1.3 Fontes Alternativas de 1.3 Fontes Alternativas de Suprimentos Metálicos;Suprimentos Metálicos;


Siderurgia


1.4 Mercado Internacional de Metais ;1.4 Mercado Internacional de Metais ;


Siderurgia

1. 1. INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO


Siderurgia

2.1 Objetivos : Para ser submetido aos procesos de extração do metal desejado... ;

O minério primário deve ser beneficiado de forma a concentrar o composto metálico e apresentar uma morfologia que permita uma alta eficiência industrial e econômica do processo de extração, uma vez que o minério bruto apresenta concentração e morfologia inadequadas aos processos finais de redução e refino. Isso torna necessário submeter o minério bruto a uma sequência de operações de beneficiamento preliminares, cujos objetivos fundamentais são: separa a ganga e o minério secundário, concentrar o minério primário que contém o composto metálico desejado e colocá-lo numa morfologia que permita seu fácil manuseio e que maximize a eficiência do processo de redução.

As operações de beneficiamento são de 3 tipos:

(a) FragmentaçãoFragmentação do minério bruto; (b) ClassificaçãoClassificação do minério fragmentado; (c) ConcentraçãoConcentração do minério classificado.

1. OPERAÇÕES DE BENEFICIAMENTO DE 1. OPERAÇÕES DE BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOSMINÉRIOS


Siderurgia


Siderurgia2.2 Operações de Fragmentação:

Essa etapa se baseia na fragmentação dos grandes blocos (diâmetros de até 150cm) reduzindo-o em partículas menores em dimensões adequadas ao seu manuseio.

Etapas:


Siderurgia2.2 Operações de Fragmentação: Trituração

Britagem

Britador de Mandíbula

Britador Giratório

TrituradorCônico

TrituradorDe Rolos


Siderurgia2.2 Operações de Fragmentação:

Moagem (moinho de martelos)

Pulverização (moinho de bolas)

Pulverização (moinho autógeno)


Siderurgia

2.3 Operações de Classificação:

O minério bruto, após a fragmentação por Pulverização, deve ser classificadoclassificado, ou seja, separado de acordo com as dimensões dos fragmentos. Isso é feito por peneiramentopeneiramento ou por sedimentaçãosedimentação.

(a) Peneiramento Peneiramento

(b)(b) Sedimentação Sedimentação


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2.4 Operações de Concentração:

Realiza a separação dos diferentes produtos (compostos) do minério classificado baseando-se em suas diferenças de propriedades físicas. Essa separação deverá resultar em uma “concentração” do principal composto do minério primário.Operações: (a) Flotação (separação pela diferença da tensão superficial dos produtos);(b) Separação gravitacional (...pela diferença de densidades);(c) Separação magnética (...pela diferença das propriedades magnéticas);(d) Separação eletrostática (...pela diferença na condutividades elétrica);(e) Espessamento e Filtragem (...pela capacidade de formar suspensão em água);(f ) Limpeza gasosa(...pela capacidade de formar suspensão no ar).

(a) Flotação

(c) Separação magnética(d) Separação eletrostática;

(e) Espessamento e Filtragem;


Siderurgia

3. PROCESSOS PRÉ-EXTRATIVOS3. PROCESSOS PRÉ-EXTRATIVOS

3.1 Objetivos : São aqueles processos que, embora envolvam reações químicas, não isolam o metal de interesse do minério beneficiado. São processos essencialmente pirometalúrgicos que visam ao aumento e à otimização da concentração do composto metálico no minério antes da extração do metal propriamente dita. Em outras palavra, os processos de preparação são o elo de ligação ente as operações de beneficiamento e os processos de extração do metal.

Principais procesos de preparação:

- Secagem (evaporação da água: H2O(líq.) -> H2O (vap.));- Desidratação (retirada da água ligada quimicamente: MX.H2O -> MX + H2O); - Calcinação (decompor carbonatos metálicos: CaCO3 -> CaO +CO2); - Tostação ou Ustulação (oxidação de sulfetos metálicos: 2MS+3O2->2MO+SO2); - Aglomeração por sinterização (dar volume às pequenas particulas do minério p/ elevar o rendimento do processo final de extração (facilita o manuseio, e os blocos porosos sinterizados possibilitam boa reação química na redução).


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4. PROCESSOS DE EXTRAÇÃO E REFINO4. PROCESSOS DE EXTRAÇÃO E REFINO

4.1 Objetivos :

A extração se baseia na retirada do elemento metálico (M) de um composto (MX) proveniente de um mineral. Se por meio de reações químicas o composto MX for reduzido obtemos a seguinte reação:

M . X -> M + XOu

M . X + R -> R . X + MOu

M . X -> M+ + X-

Devido a complexidade dos compostos e dificuldade para a obtenção do elemento metálico, diferentes processos podem ser utilizados.


Siderurgia4.2 PROCESSOS PIROMETALÚRGICOS:4.3 PROCESSOS ELETROMETALÚRGICOS:4.4 PROCESSOS HIDROMETALÚRGICOS


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5. PROCESSOS SIDERÚRGICOS5. PROCESSOS SIDERÚRGICOS

5.1 Objetivos :


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5.2 RESUMO HISTÓRICO:


Siderurgia5.3 MINÉRIOS DE FERRO:

Magnetita; (b) Hematita; (c) Limonita; (d) Siderita; (e) Pirita


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5.4 REDUÇÃO EM ALTO-FORNO:

3 componentes básicos:

- Minério de Ferro; - Fundente; - Coque.Produtos Resultantes:

- Ferro Gusa (3-4%C e 6-7%impurezas como S,P,Si,Mn); - Escória (óxidos); - Poeira (cinzas); - Gases (CO2)


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Entra: - Minério de Ferro; - Fundente; - Coque.

Produtos Resultantes: - Ferro Gusa; - Escória (óxidos); - Poeira (cinzas); - Gases (CO2)


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