Titanio Eng. metalurgica e de materiais UENF

61
EXTRAÇÃO DE TITÂNIO Daniel Pereira Marques Jhonatan Pereira Lopes José Roberto de Assis Netto

Transcript of Titanio Eng. metalurgica e de materiais UENF

  • 1. o 9 elemento qumico em abundncia na crosta terrestre. Est presente na maioria das rochas gneas e sedimentares provenientes de intemperismo sobre rochas gneas. 2 Basalto Rochas Sedimentares

2. 3 3. 4 Dique Diabsio 4. 5 - Descoberto em 1791, pelo reverendo ingls William Gregor (1761-1817), permaneceu inexplorado at 1910. Em 1940, Willian Kroll (1889-1973), desenvolveu um processo que possibilitou sua produo comercial. - Apresenta brilho prateado 45% mais leve que o ferro, 60% mais pesado que o alumnio, porm duas vezes mais forte (resistente deformao mecnica), sendo quase to forte quanto o ao. um elemento litfilo, o que explica sua disponibilidade na forma de xido. Litfilo Elemento qumico com energia livre de oxidao maior do que do Fe, sendo que os elementos litfilos como: Se, Be, Al, B, K, Na, Th, U, Rb, Ca, Mn, La, Ce.. so os mais comuns e geoquimicamente afins com as fases silicticas da crosta terrestre e dos meteoritos, adj. Que cresce nos rochedos. 5. 6 6. 7 Grande resistncia corroso (equivalente da platina), elevada resistncia mecnica (comparvel do ao). Leve (40% da densidade do ao), 45% mais leve que o ferro. Elevado ponto de fuso. Baixa condutividade trmica. Alta resistncia a ataque qumico. Dctil na ausncia de Oxignio. 7. 8 o composto de titnio mais importante sob o ponto de vista industrial. Usado como pigmento na fabricao de tintas, lacas, esmaltes, papel, borracha, txteis, p lsticos, cermicas e 8. 9 um importante intermedirio na produo do metal titnio e do pigmento dixido de titnio. 9. 10 O titnio usado sob forma de xido, cloreto e metal. Sua principal utilizao o dixido (TiO2). Em torno de 52% deste so empregados na fabricao de tintas, esmaltes e vernizes. O restante utilizado na siderurgia (36%), produo de ferro-ligas (11%), ainda na produo de papel, pasta de dente, plsticos, etc. 58% 28% 12% 1% 1% Destinao do uso de TiO2 no Brasil em 2008 Tintas, Esmaltes e Vernizes Siderugia Ferros-Liga Anodos para galvanoplastia Pisos e Revestimentos Fonte: AMB/DNPM 10. 11 Indstria aeronutica Um avio Boeing 747 demanda 43 toneladas de ligas de titnio e o modelo mais moderno da Airbus o A787 incorpora 91 toneladas de ligas de titnio. Indstria militar * Utilizado como material de blindagem, na carroaria de veculos leves, na construo de submarinos nucleares e fabricao de msseis. Instrumentos cirrgicos e prteses ortopdicas/ odontolgicas O titnio resistente ao ataque por fluidos corporais, tem uma resistncia elevada e compatvel com a MRI e CT procedimentos o que o torna um material til para dispositivos mdicos. Esporte Devido as suas propriedades relacionadas com a leveza e alta resistncia mecnica, o Titnio muito utilizado em equipamentos esportivos em geral, tais como culos, relgios, bicicletas, motocicletas e tacos de golfe. 11. 12 - O processo Kroll de obteno de titnio metlico foi inventado em 1940, substituindo o mtodo de Hunter (1910). - Kroll demonstrou que o metal poderia ser produzido comercialmente pela reduo do tetracloreto de titnio com magnsio. O processo ainda bastante utilizado nos dias atuais. TIO2 + 2CL2 + 2C TICL4 + 2CO TIO2 + 2CL2 + C TICL4 + CO2 2Mg(l) + TiCl4(g) 2MgCl2(l) + Ti(s) [T = 800-850 C] Quanto fabricao do titnio metlico, existem atualmente seis tipos de processo disponveis: Kroll; Hunter; processo de reduo eletroltica; processo de reduo gasosa; reduo com plasma e processos de reduo metalotrmica. Dentre estes, destaca-se o processo Kroll, que o responsvel, at hoje, pela maioria do titnio metlico produzido no mundo ocidental. 12. 13 Chlorine Plant 13. 14 Chlorine Plant 14. Chlorine Plant 15 Vessel 15. 16 Vessel 16. 17 Vessel 17. Vessel 18 Titanium Sponge 18. 19 Titanium Sponge 19. 20 O Ti ocorre em cerca de 45 espcies minerais. No entanto, os depsitos com viabilidade econmica so escassos. Os principais minerais economicamente importantes so: ilmenita, leucoxnio, rutilo e mais recentemente o anatsio e perowskita. ilmenita Rutilo Leucoxnio Anatsio Perowskita 20. 21 Sua frmula geral MTiO3, onde o M pode ser um dos metais: ferro, magnsio, zinco ou mangans. (FeTiO3): o mineral de titnio de ocorrncia mais comum e abundante. Sua concentrao de TiO2 varia de 45% a 60%. Normalmente, considerado que a valncia do titnio 4+, porm alguns estudos (com amostras sob presso) indicam que pode haver transferncia de cargas entre o ferro e o titnio, de modo que Fe2+ e Ti4+ podem ficar como Fe3+ e Ti3+, respectivamente. 21. 22 22. 23 O rutilo um dixido de titnio (TiO2) essencialmente cristalino. A ocorrncia de impurezas, tais como SiO2, Cr2O3, V2O5, Al2O3 e FeO, invariavelmente reduz o contedo de TiO2 para a faixa de 94 a 98%. O elevado teor em Ti faz com que o rutilo seja o mais valorizado entre os minerais. 23. 24 24. 25 um produto de alterao do rutilo e da brookita, contm de 98,4 a 99,8% de TiO2. Possui cor e brilho variveis apresenta-se na colorao castanha no estado natural Era um mineral pouco conhecido at pouco tempo. 25. 26 26. 27 Ocorre segundo partculas finas originadas da alterao de minerais de titnio. reconhecido como um rutilo ou anatsio em granulometria muito fina. Contm em torno de de 60% de TiO2. . 0,6 mm crystal - Photo and collection Franois Prinet. 27. 28 28. 29 Encontrado usualmente nas rochas metamrficas de alto grau ou em rochas gneas abissais. um mineral isomtrico. Cristaliza-se geralmente no sistema ortorrmbico ou monoclnico. Contm de 38 a 58% de TiO2. . Single crystal of perovskite, 1.3 cm wide Lustre :Adamantine, Metallic, Sub-Metallic Diaphaneity (Transparency): Transparent, Translucent Colour: Dark brown, black, red-brown, yellow shades Streak:Colourless, greyish white Hardness(Mohs):5 Tenacity:Brittle Cleavage:Imperfect/Fair On {001} .Fracture:Irregular/Uneven, Sub-Conchoidal Density (measured):3.98 - 4.26 g/cm3 Density (calculated):4.02 g/cm3 Comment:Calculated on synthetic material. 29. 30 30. 31 31. 32 Lavra Depsitos primrios Mtodo de extrao e beneficiamento: explosivos, britagem, moagem separao por mtodos gravticos e magnticos flotao para concentrao de finos no adequados para os mtodos graviticos 32. 33 Depsitos de areia/ placers Mtodo de extrao e beneficiamento: dragagem separao por concentrao gravtica e separadores eletrostticos de alta tenso. 33. 34 . Separador eletrostaticoSeparador eletrosttico 34. 35 . Separador gravtico 35. 36 . Draga, para minerao 36. 37 . Os principais depsitos de minrio de titnio (rutilo, ilmenita e anatsio) do mundo esto localizados na Noruega, Austrlia, Canad, Estados Unidos, ndia e China (ilmenita); Austrlia, Itlia e frica do Sul (rutilo); Brasil (anatsio). 37. 38 . 38. 39 . 39. 40 . 40. 41 . 41. 42 . 42. 43 . 43. 44 . 44. 45 . 45. 46 . 46. 47 . 47. 48 . 48. 49 . 49. 50 . 50. 51 . 51. 52 . 52. 53 . 53. 54 . 54. 55 . 55. 56 . 56. 57 . 57. 58 . 58. 59 . 59. 60 . http://www.titaniumexposed.com http://www.dnpm.gov.br/assets/galeriadocumento/balancomineral2001/titani o.pdf http://rtiintl.com/titanium.html http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2008-189-00.pdf http://www.mindat.org 60. 61