O alumínio apresenta características (propriedades) peculiares, é bem maleável, leve (densidade abaixo de 5g/cm3) e muito resistente à corrosão. É um dos metais mais versáteis, pois, a partir dele, pode-se confeccionar, além de panelas, o papel-alumínio (que, por ser atóxico, é utilizado para proteger alimentos), painéis coletores de energia solar e muitas outras coisas.
Sua produção - A produção de alumínio é um processo que exige tempo e consome bastante energia. O processo de produção do alumínio consiste de muitas fases. No entanto, uma vez produzido, o alumínio pode ser reciclado infinitamente, sem perder suas excelentes propriedades.
O método atualmente utilizado para a obtenção do alumínio é o da eletrólise da alumina (óxido de alumínio), que é obtida da bauxite. Um recipiente de ferro, revestido com carbono, é enchido com criolite e aquecido eletricamente até cerca de 800 ºC. Para a eletrólise, utiliza-se um conjunto de elétrodos de carbono como ânodo, enquanto que o próprio recipiente funciona como cátodo. O oxigénio libertado combina-se com o carbono do ânodo para formar dióxido de carbono, ao passo que o alumínio se deposita no fundo do recipiente. Com a adição de mais alumina, o processo é continuado, sendo o metal retirado pouco a pouco do recipiente.
Passo a passo
Aproximadamente 7 % da crosta terrestre é formada por alumínio, fazendo deste elemento químico o terceiro mais abundante na Terra, após o oxigênio e o silício. A produção de alumínio começa com a matéria-prima bauxita.
Sua produção - A produção de alumínio é um processo que exige tempo e consome bastante energia. O processo de produção do alumínio consiste de muitas fases. No entanto, uma vez produzido, o alumínio pode ser reciclado infinitamente, sem perder suas excelentes propriedades.
O método atualmente utilizado para a obtenção do alumínio é o da eletrólise da alumina (óxido de alumínio), que é obtida da bauxite. Um recipiente de ferro, revestido com carbono, é enchido com criolite e aquecido eletricamente até cerca de 800 ºC. Para a eletrólise, utiliza-se um conjunto de elétrodos de carbono como ânodo, enquanto que o próprio recipiente funciona como cátodo. O oxigénio libertado combina-se com o carbono do ânodo para formar dióxido de carbono, ao passo que o alumínio se deposita no fundo do recipiente. Com a adição de mais alumina, o processo é continuado, sendo o metal retirado pouco a pouco do recipiente.
Passo a passo
Aproximadamente 7 % da crosta terrestre é formada por alumínio, fazendo deste elemento químico o terceiro mais abundante na Terra, após o oxigênio e o silício. A produção de alumínio começa com a matéria-prima bauxita.
Quanta bauxita há no mundo?
As reservas de bauxita que se tem conhecimento correspondem aproximadamente a 29 bilhões de toneladas métricas. No ritmo da extração atual, essas reservas ainda durariam por mais de 100 anos.
Se incluirmos, porém, os recursos de bauxita ainda por serem descobertos, a estimativa total seria de 50 a 75 bilhões de toneladas métricas.
Tal estimativa prolongaria a vida das reservas de 250 a 340 anos.
Outros minérios de alumínio
A indústria de alumínio vem se preparando para utilizar, além da bauxita, outros minérios no futuro e já estão em andamento pesquisas sobre outros processos de extração. No futuro, pretendemos usar mais metal reciclado como, por exemplo, o provindo de construções.
Como extraímos a bauxita das minas?
Normalmente, a bauxita é coberta por uma camada de vários metros de rochas e argila, a qual tem de ser removida, para que a bauxita possa ser extraída. A seguir, a bauxita é transportada para a usina, onde é lavada e britada, antes de ser transportada para o refino.
A lama é depositada em bacias de rejeitos que, após seu uso, são cobertas e recebem o plantio de espécies nativas, para restabelecer a vegetação natural do local.
A lama é depositada em bacias de rejeitos que, após seu uso, são cobertas e recebem o plantio de espécies nativas, para restabelecer a vegetação natural do local.
Apos a extração - O óxido de alumínio, ou alumina, como é chamado, é extraído da bauxita em refinarias e, a seguir, é utilizado para a produção do alumínio primário.
4-7 toneladas métricas de bauxita = 2 toneladas métricas de alumina = 1 tonelada métrica de alumínio.
Além da alumina, a bauxita contém sílica, óxido de ferro e dióxido de titânio. Para extrair a alumina da bauxita, emprega-se o processo Bayer.
4-7 toneladas métricas de bauxita = 2 toneladas métricas de alumina = 1 tonelada métrica de alumínio.
Além da alumina, a bauxita contém sílica, óxido de ferro e dióxido de titânio. Para extrair a alumina da bauxita, emprega-se o processo Bayer.
A alumina é separada da bauxita por meio de uma solução aquecida de soda cáustica (hidróxido de sódio) e de cal (óxido de cálcio).
A mistura é bombeada para o interior de recipientes de alta pressão e aquecida.
A soda cáustica dissolve a alumina, que se precipita da solução saturada. A alumina é, então, lavada e aquecida para a remoção da água.
O material precipitado é filtrado e lavado, para remover e recuperar a solução cáustica.
Todo o restante é eliminado por filtragem e a alumina é seca até atingir a forma de pó branco.
A maior parte das refinarias de alumina está localizada nas proximidades de minas de bauxita, ou próxima de um porto, onde a alumina pode facilmente ser transportada até as fábricas de produção de alumínio.
Aluminio primario- Os benefícios da utilização do alumínio podem superar em muito o impacto causado pela sua extração e produção. Conheça as principais etapas da produção do alumínio primário:
A mistura é bombeada para o interior de recipientes de alta pressão e aquecida.
A soda cáustica dissolve a alumina, que se precipita da solução saturada. A alumina é, então, lavada e aquecida para a remoção da água.
O material precipitado é filtrado e lavado, para remover e recuperar a solução cáustica.
Todo o restante é eliminado por filtragem e a alumina é seca até atingir a forma de pó branco.
A maior parte das refinarias de alumina está localizada nas proximidades de minas de bauxita, ou próxima de um porto, onde a alumina pode facilmente ser transportada até as fábricas de produção de alumínio.
Aluminio primario- Os benefícios da utilização do alumínio podem superar em muito o impacto causado pela sua extração e produção. Conheça as principais etapas da produção do alumínio primário:
A produção do alumínio primário ocorre em grandes linhas de produção, onde as cubas de redução são o centro das atenções.
Aqui, o processo de redução transforma a alumina refinada em alumínio. Para tanto, necessitamos três matérias-primas:
Óxido de alumínio (alumina)
Eletricidade
Carbono
O átomo do alumínio encontrado na alumina está ligado ao oxigênio. Para que se possa produzir o alumínio, essas ligações devem ser destruídas através do processo de eletrólise.
A alumina é transportada às fábricas e, a seguir, para o interior das cubas (contentor de grande porte), onde a alumina é dissolvida em um banho eletrolítico.
A alumina possui alto ponto de fusão e é convertida através do processo de eletrólise. Nas cubas de eletrólise, uma corrente direta muito alta corre entre um polo negativo (catodo) e um polo positivo (anodo), ambos feitos de carbono. O anodo é consumido no processo à medida que reage com o oxigênio na alumina para formar gás carbônico (CO2).
O alumínio líquido resultante é retirado das cubas, utilizando-se veículos especializados, e fundido em lingotes de extrusão, lingotes de laminagem e outros tipos de lingotes, dependendo dos processos a que serão submetidos.
Em geral, o alumínio primário é utilizado para extrusão, laminação e fundição.
Extrusão
O alumínio, através do processo de extrusão, pode ser moldado em uma infinidade de formas e ser transformado em uma grande variedade de tubos e perfis, por exemplo.
Os tarugos de alumínio são aquecidos a 500 ºC e forçados a fluir através de uma matriz (como acontece quando se aperta um tubo de pasta de dentes), formando perfis para inúmeras aplicações.
O alumínio vem substituindo o cobre como metal preferido para tubulações em trocadores de calor e condicionadores de ar.
Laminação
O alumínio pode ser processado a quente ou a frio.
O alumínio é um metal muito maleável, podendo ser laminado de 60 cm a 2-6 mm. Como produto final, as folhas de alumínio podem ter a espessura de até 0,006 mm e continuar impermeáveis à luz, aroma ou sabor.
O alumínio, por si só, forma uma camada protetora, que o torna altamente resistente à corrosão. Há, ainda, uma série de tipos de tratamento de superfície que incrementam essas propriedades.
Fundição
As propriedades do alumínio podem ser alteradas pela adição de pequenas quantidades de outros metais, para obtenção de ligas de alumínio.
Esses metais podem aumentar a resistência, brilho e flexibilidade do alumínio, dependendo da aplicação final. Podem, ainda, torná-lo mais fácil de moldar, permitindo uma variedade infindável de produtos.
Os materiais mais comuns nas ligas de alumínio são o cobre, magnésio e silício. Para aumentar a sua qualidade, substâncias que promovem o refino dos grãos, como o estrôncio, sódio e titânio/boreto de titânio, também são adicionados em pequenas quantidades.
Aqui, o processo de redução transforma a alumina refinada em alumínio. Para tanto, necessitamos três matérias-primas:
Óxido de alumínio (alumina)
Eletricidade
Carbono
O átomo do alumínio encontrado na alumina está ligado ao oxigênio. Para que se possa produzir o alumínio, essas ligações devem ser destruídas através do processo de eletrólise.
A alumina é transportada às fábricas e, a seguir, para o interior das cubas (contentor de grande porte), onde a alumina é dissolvida em um banho eletrolítico.
A alumina possui alto ponto de fusão e é convertida através do processo de eletrólise. Nas cubas de eletrólise, uma corrente direta muito alta corre entre um polo negativo (catodo) e um polo positivo (anodo), ambos feitos de carbono. O anodo é consumido no processo à medida que reage com o oxigênio na alumina para formar gás carbônico (CO2).
O alumínio líquido resultante é retirado das cubas, utilizando-se veículos especializados, e fundido em lingotes de extrusão, lingotes de laminagem e outros tipos de lingotes, dependendo dos processos a que serão submetidos.
Em geral, o alumínio primário é utilizado para extrusão, laminação e fundição.
Extrusão
O alumínio, através do processo de extrusão, pode ser moldado em uma infinidade de formas e ser transformado em uma grande variedade de tubos e perfis, por exemplo.
Os tarugos de alumínio são aquecidos a 500 ºC e forçados a fluir através de uma matriz (como acontece quando se aperta um tubo de pasta de dentes), formando perfis para inúmeras aplicações.
O alumínio vem substituindo o cobre como metal preferido para tubulações em trocadores de calor e condicionadores de ar.
Laminação
O alumínio pode ser processado a quente ou a frio.
O alumínio é um metal muito maleável, podendo ser laminado de 60 cm a 2-6 mm. Como produto final, as folhas de alumínio podem ter a espessura de até 0,006 mm e continuar impermeáveis à luz, aroma ou sabor.
O alumínio, por si só, forma uma camada protetora, que o torna altamente resistente à corrosão. Há, ainda, uma série de tipos de tratamento de superfície que incrementam essas propriedades.
Fundição
As propriedades do alumínio podem ser alteradas pela adição de pequenas quantidades de outros metais, para obtenção de ligas de alumínio.
Esses metais podem aumentar a resistência, brilho e flexibilidade do alumínio, dependendo da aplicação final. Podem, ainda, torná-lo mais fácil de moldar, permitindo uma variedade infindável de produtos.
Os materiais mais comuns nas ligas de alumínio são o cobre, magnésio e silício. Para aumentar a sua qualidade, substâncias que promovem o refino dos grãos, como o estrôncio, sódio e titânio/boreto de titânio, também são adicionados em pequenas quantidades.
Um comentário:
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