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geopolítica
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SETEMBRO ,2015
O ALUMÍNIO E SUAS APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA
CONHECENDO UM POUCO MAIS SOBRE...
ALUMÍNIO:
ALUMÍNIO:
O ALUMÍNIO E SUAS PROPRIEDADES
• O símbolo químico do alumínio é Al;
• Tem o número atómico 13;
• À temperatura ambiente é sólido;
• Grande condutividade eléctrica;
• Resistente à corrosão;
• Ponto de fusão baixo (aproximadamente de 660ºC).
O ALUMÍNIO E SUAS PROPRIEDADES
Resistência/tensão de ruptura N/mm2
250
Densidade Kg/m3 2.700
Ponto de fusão °C 660
Condutividade elétrica m/Ohm-mm2
29
Condutividade térmica W/m °C 200
Ponto de ebulição °C 2.519
ALUMÍNIO NA INDÚSTRIA
O ALUMÍNIO:
Indústrias automotivas;
Indústrias elétricas;
Contusões civis.
Por ele ser metal leve e macio, mas
resistente é utilizado em diversos
produtos do dia a dia. Sua atuação nas indústrias é bem importante:
CONSTRUÇÃO CIVIL
EMPRESAS AUTOMOTIVAS
INDÚSTRIA ELÉTRICA
OBTENÇÃO
BAUXITA, REFINARIA, REDUÇÃO
OBTENÇÃO: Bauxita; A bauxita é um mineral de
cor avermelhada; é uma mistura natural de
óxidos de alumínio; Seu principal componente é
o Al2O3; A bauxita contém também
sílica, óxido de ferro, dióxido de titânio, Gibisita.
OBTENÇÃO:
Alumina (Al2O3)
O óxido de alumínio é um composto químico de alumínio e oxigénio.;
Usado para a fabricação do alumínio metálico
OBTENÇÃO DA
ALUMINA• Processo de Bayer;
• Kant Josef Bayer – 1888;
• ETAPAS: Digestão; Clarificação; Calcinação.
Obtenção: Processo de Bayer
Obtenção: Processo de Bayer
Digestão: Moinhos; Digestor: Solução de soda caustica
(NaOH) e Óxido de Cálcio ( CaO).
A Gibisita é dissolvida na solução, formando o licor e o corpo de fundo (lama vermelha).
Condições: 200 a 240 °C e 30 atm.
Obtenção: Processo de Bayer
Clarificação: Separação do licor e da
lama vermelha; Filtragem; Resfriamento e
precipitação; Assim ocorre uma reação
contraria a da digestão; Decomposição do
Aluminato de Sódio.
Obtenção: Processo de Bayer
Calcinação. Ultima etapa; Retirada de resíduos; Calcinação a 1000°C; Obtido a Alumina.
OBTENÇÃO: Só é viável economicamente usar a bauxita quando ela apresentar pelo menos 30% de
Oxido de Alumínio;
4,7 T de bauxita = 2 T de Alumina = 1 de alumínio.
OBTENÇÃO: ALUMÍNIO
Antigamente usava-se um método não viável em questão econômica.
Aℓ2O3(s) + 6 HCℓ(aq)→ 4 AℓCℓ3(aq) + 3 H2O(ℓ)
AℓCℓ3(aq) + 3 K(s)→ 3 KCℓ(s) + Aℓ(s)
OBTENÇÃO: Processo de Hall-Héroult
Em 1888 o americano Charles M. Hall e o francês Paul Héroult desenvolveram de modo
independente um método que é usado até hoje para se produzir o alumínio a partir da alumina.
Esse método, que se dá por meio da eletrólise, é chamado de Processo de Hall-Héroult, ou,
simplesmente, Processo de Hall, visto que Charles M. Hall o patenteou.
Obtenção: Processo de Hall-Héroult
O Processo:1. Adicionar o fundente
criolita (Na3AℓF6), na alumina. (2000°C para 1000°C).
2. Colocar a mistura fundida na caixa. Íons livres Aℓ3+
(ℓ) e O2-(ℓ).
2 Aℓ2O3(ℓ) → 4 Aℓ3+(ℓ) + 6 O2-
(ℓ).
O recipiente que atua como catodo:
Semirreação do cátodo: 4 Aℓ3+
(ℓ) + 12 e- → 4 Aℓ(ℓ)
Obtenção: Processo de Hall-Héroult
O alumínio obtido tem P.F menor que a solução de alumina + criolita, logo, fica no estado liquido, mas sua densidade é maior que a da mistura, logo fica no fundo.
Obtenção: Processo de Hall-Héroult
Os eletrodos de carbono atuam como anodos (polos negativos), oxidando os anions de oxigênio:
Semirreação do ânodo: 6 O2-
(ℓ) → 12 e- + 3 O2(g)
O Oxigênio reage com Carbono, formando CO2.
3 O2(g) + 3 C(s) → 3 CO2(g
Obtenção: Processo de Hall-Héroult
OBTENÇÃO: IMPACTOS AMBIENTAIS
Impactos da extração da Bauxita e lama vermelha
Impactos pela extração da bauxita
alterações dos cursos d'água;
aumento do teor do material sedimentado em suspensão, promovendo assoreamento, desmatamento;
descaracterização do relevo;
formação das cavas;
assoreamento de cursos d'água, presentes;
destruição de áreas de preservação permanente;
Impactos pela extração da bauxita
destruição da flora e fauna.
Alteração do meio atmosférico ( aumento da quantidade de poeira em suspensão no ar);
Alteração dos processos geológicos (erosão, voçorocas, hidrogeologia), entre outros.
Impactos pela extração da bauxita
Solução mais empregadas por
empresas é a reconstituição da vegetação do solo.
Vale do Rio Doce é a maior mineradora de
bauxita do Brasil (explora cerca de 70%) , em 2007 investiu cerca de R$ 28,4 milhões
para reposição;
No Brasil 85% das áreas mineradas já recuperadas;
Segundo o IAI, 89% das áreas exploradas já “voltaram” ao seu estado nativo.
IMPACTOS CAUSADOS PELA LAMA VERMELHA
Além dos danos ao solo e queimaduras na pele, ao ingerir água contaminada poderá acarretar:
• danos neurológicos, cardiovasculares, metabólicos e genéticos tanto para seres humanos quanto para animais.
A lama vermelha é um resíduo altamente poluente gerado pela produção de alumínio.
Causas a curto prazo;
Contaminação dos lençóis freáticos;
IMPACTOS CAUSADOS PELA LAMA VERMELHA
• Vazamento da lama vermelha tóxica de um
reservatório da fábrica de alumina MAL Hungarian Aluminium Production and Trade Company, na
cidade de Ajka.
• Oito pessoas morreram e cerca de 150 ficaram feridas,
muitas com queimaduras pelo
corpo
Usos Alternativos para a lama vermelha
Um dos maiores desafios para a industrias de alumínio;
Na gestão de resíduos para evitar-se a contaminação, as áreas destinadas a resíduos de bauxita são impermeabilizadas e a água tratada é devolvida ao ambiente natural;
Uma alternativa para a solução desse problema é o desenvolvimento de tecnologias que visem a reutilização dessa lama;
Como catalizadora em reações de oxidação de contaminantes orgânicos;
• Neutralizando a lama com CO2 e HNO3.
ALUMÍNIO ESUAS UTILIDADES NA
AUTOMOBILISTICA
ALUMINIO X AUTOMOBILISTICA
O setor é o maior consumidor de aluminio no mundo;
Associação Brasileira do aluminio- ABAL / incentiva a utilização do aluminio na industria automobilistica;
propriedades do aluminio ; dutilidade e maleabilidade;
LAMINAÇÃO:
EXTRUSÃO
TREFILAÇÃO:
FORJAMENTO
ESTAMPAGEM
LEVESA E RESISTENCIA Densidade: Aluminio - 2,7 g/cm3
materiais ferrosos - 7,8 g/cm3
''Cada 10% de redução de peso nos automóveis – pelo uso do alumínio em substituição ao aço - representa um aumento de 5% a 7% em eficiência de combustível'' - disse ABAL
LEVESA E RESISTENCIA carater sustentavel: - ''Em média, cada quilo de alumínio, aplicado em substituição a um material pesado, pode evitar a emissão de até 20 kg de CO2 durante a vida útil de um automóvel (1); 28 kg de CO2, de caminhões, e 40 kg a 45 kg de CO2, de ônibus'' - disse ABAL
LEVESA E RESISTENCIA Resistencia: A adição de outros metais, tratamento
termico e processo de encruamento, o tornam tão resistente quanto o aço.
PROCESSO DE RETROCESSO
CONDUTIVIDADE TÉRMICA
cerca de um terço inferior a condutividade do cobre e aproximadamente 4 vezes mais condutor que o aço.
Condutividade térmica (W/mK)
ALUMÍNIO 204
COBRE 372
AÇO 52
RESISTENCIA A CORROSÃO
Camada de Al2O3( trióxido de aluminio II)- mesmo principio de corrosão que a camada de Cr2O3 (trióxido de cromo III) confere ao aço inoxidavel.
RESISTENCIA A CORROSÃO
consumo de energia de 5 porcento em relação ao consumo para produzir o aluminio a partir do seu minerio – bauxita;
Mais de 55 porcento do aluminio usado na frabricação de automoveis é reciclado;
*Fonte: ABAL
ESPUMA DE ALUMINIO: TECNOLOGIA DE SEGURANÇA
Está sendo usado em: Prédios Carros
ESPUMA DE ALUMINIO: TECNOLOGIA DE SEGURANÇA
Por quais motivos? capacidade de absorção de impacto;
Maleabilidade;
Facilidade do processo de produção;
Resistencia .
ALUMÍNIOOUTRAS APLICAÇÕES
APLICAÇÕES DO ALUMÍNIO Bens de Consumo; Automotivos e Transportes ; Construção Civil; Máquinas e Equipamentos; Outros Setores;
ALUMÍNIO X SAÚDE
ALUMÍNIO X ÁGUA Processos de tratamento da água floculação; filtragem.
DÚVIDAS?
PERGUNTAS DA EQUIPE!