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 ;
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Siderurgia
Processos de Fabricação de Metais Metalurgia Extrativa e
Siderurgia
1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
1.2 Crosta 1.2 Crosta Terrestre e sua Terrestre e sua Pobreza Metálica;Pobreza Metálica;
1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
1.2 Crosta 1.2 Crosta Terrestre e sua Terrestre e sua Pobreza Metálica;Pobreza Metálica;
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Siderurgia
1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
Evolução do consumo dos 3 Evolução do consumo dos 3 metais mais usados:metais mais usados:
Aço, alumínioe cobreAço, alumínioe cobre
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1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
1.3 Fontes Alternativas de 1.3 Fontes Alternativas de Suprimentos Metálicos;Suprimentos Metálicos;
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Siderurgia
1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
1.4 Mercado Internacional de Metais ;1.4 Mercado Internacional de Metais ;
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Siderurgia
1. 1. INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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Siderurgia
1. 1. INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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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
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Processos de Fabricação de Metais Metalurgia Extrativa e
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:
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Siderurgia2.2 Operações de Fragmentação: Trituração
Britagem
Britador de Mandíbula
Britador Giratório
TrituradorCônico
TrituradorDe Rolos
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Siderurgia2.2 Operações de Fragmentação:
Moagem (moinho de martelos)
Pulverização (moinho de bolas)
Pulverização (moinho autógeno)
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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;
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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.
Processos de Fabricação de Metais Metalurgia Extrativa e
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:
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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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5.4 REDUÇÃO EM ALTO-FORNO:
Entra: - Minério de Ferro; - Fundente; - Coque.
Produtos Resultantes: - Ferro Gusa; - Escória (óxidos); - Poeira (cinzas); - Gases (CO2)
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