FACULDADE DE ENGENHARIA DE GUARATINGUETÁ

CROMO

André Luiz Lemos - 050156Luana Barros - 051206

Márcio Turnis F. Pasotto - 062436Marisa Shiroma - 051316

Túlio Colombaroli - 061886

1

Súmario

1. Introdução...................................................................................................................................... 3

2. Principais reservas minerais no Brasil e no mundo.........................................................................3

3. Principais empresas produtoras no Brasi........................................................................................4

4. Mercado consumidor (exportação e importação.............................................................................4

5.Métodos de extração........................................................................................................................5

6.Processamento mineral e Refino.....................................................................................................5

7. Considerações finais: importância do metal para a Engenharia de Materiais.................................7

8. Referencias Bibliográficas ..............................................................................................................8

2

1. Introdução:

Cromita é um óxido duplo de ferro e cromo: ( FeCr2O4 ), contendo 3,1% de FeO e 67,9% de Cr2O3 . [1]

Mundialmente, a cromita é consumida pelos setores metalúrgico, refratário e químico. Até o começo do século XX, sua maior aplicação limitou-se, quase exclusivamente, ao campo da indústria química. A partir de 1900, os mercados metalúrgico e de refratários despontaram como setores consumidores, com uma linha de aplicação em diversos segmentos considerados como estratégicos para o desenvolvimento industrial, tendo atingido demanda significativa durante as duas grandes guerras mundiais, como insumo fundamental na indústria bélica e em produtos químicos.[2]

Na indústria metalúrgica, que consome 85% da produção mundial de cromita, o cromo é utilizado principalmente para a produção de ligas de ferro-cromo, fonte essencial para a produção de aço inoxidável e ligas especiais. Nesse setor o cromo, cuja propriedade fundamental é a de propiciar maior resistência à oxidação, ao calor, à abrasão, à corrosão e à fadiga, é o componente básico essencial de vários tipos de ligas, a exemplo das ligas de alto, médio e baixo teor de carbono (Fe-Cr-AC, Fe-Cr-MC e Fe- Cr-BC) e as de ferro-silício-cromo (Fe-Si-Cr). [2]

Na indústria química, cujo consumo atinge 8% da produção mundial de cromita, os produtos derivados de cromo a partir do bicromato de sódio, têm a sua principal aplicação na manufatura de pigmentos, no curtimento de couros e peles, na indústria de tecidos e na eletroplastia. Compostos de cromo são essenciais nas artes gráficas, sendo também usados em fungicidas, como catalisadores, oxidantes. Em diversos processos químicos industriais, em fotografias, produtos farmacêuticos, na galvanização metálica e na produção de cromo metálico puro, obtido através dos processos de aluminotermia e eletrolítico.[2]

Na indústria de refratários, responsável por 7% do consumo mundial de cromita, o cromoparticipa como um componente fundamental na fabricação de tijolos refratários para revestimento de fornos metalúrgicos, no refinamento das ligas dos metais não-ferrosos, na fabricação de vidros e no processamento do cimento.[2]

2. Principais reservas minerais no Brasil e no mundo:

O Brasil, no ano de 2000 participou modestamente com apenas 0,1% das reservas mundiais de cromo (medidas mais indicadas), que somam 7,54 bilhões de toneladas de Cr2O3 contido, essencialmente concentradas na República da África do Sul (73,0%) e no Zimbábue (12,3 %).[2]

Registradas junto ao DNPM, no mesmo ano, as reservas brasileiras de minério de cromo somam 25,5 milhões de toneladas (medidas mais indicadas), equivalentes a 8,4 milhões de toneladas em óxido de cromo contido (teor médio de 33,1% de Cr2O3), distribuídas geograficamente entre os estados da Bahia (72,2%), Amapá (21,7%) e Minas Gerais (6,1%). Incluindo as reservas inferidas, as reservas oficiais de minério de cromo atingem 29,7 milhões de toneladas.[2]

As principais minas do Estado da Bahia, pertencentes ao Grupo FERBASA, estão localizadas no distrito cromitífero de Campo Formoso, no município de Campo Formoso, e no distrito cromitífero do Vale do Jacurici, nos municípios de Andorinha, Cansanção, Monte Santo, Queimadas e Uauá. [2]

Além dessas jazidas, no município de Santa Luz, Bahia, ocorrem depósitos de menor expressão, pertencentes ao Grupo Magnesita, constituídos de minério tipo metalúrgico, com teor médio de 40% de Cr2O3, e do tipo friável, com teores de óxido de cromo em torno de 15%.[2]

No Estado do Amapá, com reservas aprovadas em 1988, a mina de cromo da Mineração Vila Nova Ltda., do Grupo Elkem Asa, no município de Mazagão, apresenta minérios tipo friável, com teor médio de 33,8% de Cr2O3. Em Minas Gerais, no município de Alvorada de Minas, a empresa Cromita Pinhuiense Ltda. detém reservas de cromita dos tipos lump, friável e disseminado, com teores médios acima de 39% de Cr2O3.[2]

3

No período 1988 – 2000, as reservas medidas em Cr2O3 contido registraram uma evolução líquida de cerca de 38%, com uma taxa de crescimento anual correspondente a 2,7%. No mesmo período, a evolução bruta dessas reservas atingiu 88,2% e uma taxa anual de crescimento de 5,4%. [2]

3. Principais empresas produtoras no Brasil:

Em 2006, as empresas baianas produtoras de cromita (Ferbasa e Magnesita S/A), apuraram o equivalente a R$ 5,114 milhões de ICMS e recolheram R$1,579 milhões de Compensação Financeira pela Exploração Mineral – CFEM. [2]

Da produção doméstica dessa comoditie, o Estado da Bahia, participou com 74,2%, representado pela Cia. Ferro-Ligas da Bahia S/A – FERBASA (94,9%) nas unidades de beneficiamento localizadas nos municípios de Campo Formoso e Andorinha/BA e pela Magnesita S/A (5,1%), na sua unidade situada no município de Santa Luz/BA. O Estado do Amapá, pela Mineração Vila Nova Ltda., localizada no município de Mazagão, respondeu por 25,8% da produção. A capacidade nominal instalada de produção nacional de concentrado de cromo, de cerca de 470.000 t em Cr2O3 contido, está distribuída entre a Bahia (43%) e o Amapá (57%).[2]

4. Mercado consumidor (exportação e importação):

Em 2006, o Brasil importou 21.701t de cromita (em forma de bens primarios, manufaturados, semi-manufaturados e compostos químicos), com crescimento de 23,4% em relação a 2005, no valor de US$-FOB 12.465mil, destacando-se como principal fornecedor a África do Sul com 94,0%.[2]

A cromita importada foi utilizada para blendagem pelas empresas produtoras de concentrado no Estado da Bahia e pelas indústrias de fundição. Os dispêndios com as importações brasileiras somaram US$ 87,9 milhões, sob a forma de bens primários (US$ 10.507 mil), produtos semi-manufaturados (US$ 25.431 mil), produtos manufaturados (US$ 313 mil) e compostos químicos (US$ 51.276 mil).[2]

Os principais países de origem dos semi-manufaturados foram: África do Sul (64%), Rússia (13%) e Estados Unidos (4%). A Alemanha (39%), os Estados Unidos (33%) e a Holanda (17%) foram responsáveis pelo fornecimento de 89% dos produtos manufaturados. Quanto aos compostos químicos, 87% das importações procederam da Argentina (67%) e do Uruguai (20%).[2]

A receita verificada com as exportações em 2006, atingiu US$-FOB 9,130 milhões, entre bens primários, produtos semi-manufaturados, manufaturados e compostos químicos. Foram exportadas 75.800t de cromita primaria no valor de US$-FOB 7,7 milhões para a China (70%), Estados Unidos (15%) e Suécia (15%), registrando-se, em relação ao ano anterior, um decréscimo de 45,6%. As exportações de produtos semi-manufaturados, no valor de US$394 mil, destinados para a Argentina (26%), Holanda (23%) e Japão (13%), decresceram 60% em relação a 2005. Os principais destinos dos manufaturados, com receita de US$ 27mil foram o Reino Unido (70%), Uruguai (9%) e Taiwan (7%). Quanto aos compostos químicos de cromo, foram exportados 573mil toneladas, com redução de 79,8% em relação ao ano anterior, no valor de US$ 983 mil, destacando-se a Coréia do Sul (26%), China (24%) e a Itália (11%).[2]

4

5. Métodos de extração

Na mina Coitezeiro, localizada no município de Campo Formoso, utiliza-se o método de lavra a céu aberto, mecanizada, que consiste no desmonte mecânico em bancadas com altura e berma de 7,5m, e inclinação de 45° na zona argilosa, usando tratores e escavadeiras. Na rocha fresca, as bancadas têm 20m de altura e berma de 8m com inclinação de 70° e o desmonte é feito com o uso de explosivos. O R.O.M. (minério hematítico) minério é transportado por caminhões fora de estrada até o pátio de catação, sendo o minério tipo lump (metalúrgico) selecionado manualmente para britagem. Os minérios dos tipos friável e fino, da seleção manual, são estocados em bancadas para alimentação da usina de beneficiamento. [2]

Na mina Ipueira, situada na região do Vale do Jacurici, emprega-se lavra subterrânea, totalmente mecanizada, pelo método sublevel caving, que consiste na abertura de galerias de produção no footwall da camada, com desmonte em recuo e abatimento do teto. Os painéis alcançam em média 14 a 25m de altura, e a perfuração é efetuada no sentido ascendente e em leque, com equipamento especializado (Fan Drill). A recuperação por esse método está prevista em 80%, com diluição de 10-35% de estéril no minério. Obtém-se minério do tipo lump com teor igual ou superior a 38% de Cr2O3, através de uma seleção manual / mecanizada e posterior britagem. Os minérios com teores abaixo de 34% de Cr2O3, misto, disseminado, friável e os finos gerados na britagem do lump, alimentam as usinas de beneficiamento onde se processa inicialmente uma britagem, em seguida moagem e peneiramento, sendo então concentrados em espirais originando o concentrado de cromita com teor de Cr2O3 > 42%. A areia de cromita é constituída a partir do concentrado de cromita com teor de Cr2O3 > 43%, seco e classificado fisicamente. [2]

6. Processamento mineral e Refino

O processamento mineral consiste no enriquecimento do minério de cromo, a fim de elevar o teor de Cr2O3 aos níveis exigidos pelo mercado consumidor. Em resumo, a finalidade do beneficiamento é prover o minério de características físicas e químicas adequadas ao tratamento posterior. Antes de esboçar os principais processos de beneficiamento dos minérios de cromo, é importante salientar as suas características físicas mais importantes. A primeira delas é que os minérios de cromo são sempre monometálicos, isto é, não há subprodutos no seu processamento. Com raras exceções ocorrem platina ou minerais pesados. Outra característica consiste na diferença significativa entre a densidade da cromita e dos minerais de ganga. Para satisfazer uma gama de exigências na utilização dos concentrados de cromita, os mesmos chegam ao mercado em faixas granulométricas que variam desde os concentrados lump até os concentrados de granulometria fina. Também são exigidas determinadas especificações químicas, marcadamente definidas pelo teor de Cr2O3, de acordo com uso final do produto. [3]

Os minérios de cromita ocorrem nas formas compacta e disseminada, com variações significativas no grau de liberação do mineral e na composição mineralógica. Em decorrência disso, há uma variedade de técnicas e/ou métodos utilizados no processamento desses minérios. A utilização desses métodos ainda varia conforme outros fatores, dentre os quais a natureza do minério, a qualidade do produto final e as dimensões do empreendimento mineiro. Assim, são obtidos “produtos de cromita” por meio de lavra seletiva, catação manual (hand sorting), meio denso, separação gravítica, separação magnética e, em alguns casos, flotação. [3]

A catação manual e a separação em meio denso são métodos utilizados apenas para o minério compacto de granulometria grossa. Nos países industrializados, o método de separação em meio denso que opera com a fração grossa (-120 +12 mm) é utilizado em substituição à catação manual. O minério disseminado possui uma granulometria de liberação mais fina e por isso requer um processo de moagem também mais fina, o que, torna impraticável o método de catação manual ou de meio denso. Assim, a viabilidade técnica define a utilização de processos mecanizados, ou seja, separações gravítica e/ou magnética com intensidade de campo acima de 1,0 t. A concentração de cromita em todo mundo é conseguida, na maioria dos casos, por métodos

5

convencionais de separação gravítica. Neste caso, os equipamentos mais empregados incluem tambores e ciclones de meio denso, jigues, mesas vibratórias e espirais. Vale registrar: a elevada densidade do mineral em relação aos minerais de ganga e sua granulometria de liberação adequada ao processo; fato de os métodos convencionais de separação gravítica possuírem flexibilidade operacional, exigirem pequeno investimento de capital e apresentarem baixo custo operacional, com vantagem adicional de não gerarem efluentes agressivos ao meio-ambiente.[4].

A recuperação de minerais valiosos contidos em frações finas constitui uma dificuldade no processamento mineral, particularmente, quando se trata de métodos convencionais de separação gravítica [4]. Quando a granulometria do minério está abaixo de 100 μm, a força associada ao fluxo d’água torna-se dominante sobre aquela associada à gravidade.Em decorrência disso, uma grande parte de minerais valiosos contidos nas frações finas não são recuperáveis por métodos convencionais de separação gravítica.Para contornar essa dificuldade, vários métodos de separação gravítica e equipamentos foram desenvolvidos nas últimas décadas. Assim, espirais para concentração de finos e o concentrador centrífugo, multi-gravity separator (MGS), são apenas exemplos dessas tecnologias emergentes, que despontam com um potencial capaz de separar eficientemente espécies minerais até o limite granulométrico de 20 μm.Com essa finalidade, já se observa a utilização desses equipamentos em algumas minas de cromita, para recuperação desse mineral contido nas frações finas, não recuperado pelo método convencional. [4]

Em alguns casos, a elevada susceptibilidade magnética da cromita em relação aos seus minerais de ganga encoraja a utilização do método da separação magnética como processo adicional de concentração. Dessa forma, a cromita contida nas frações finas, não recuperada por processos gravíticos convencionais, pode ser aproveitada por separação magnética com intensidade de campo superior a 1,0 t. Associados à cromita encontram-se, entre outros, a serpentina e a olivina, que também exibem susceptibilidade magnética; contudo, a cromita sempre apresenta maiores valores desse índice em relação aos seus minerais de ganga. Tal fato deve-se à composição química da cromita, que encerra maior teor de ferro que os demais minerais [5]

A obtenção de concentrados ou produtos de cromita para a indústria de refratário, química ou metalúrgica compreende as etapas de britagem, moagem e concentração. Os processos de ustulação e fundição em fornos elétricos são etapas subseqüentes na cadeia de obtenção dos produtos de cromo. O processo de flotação é empregado na concentração da cromita com granulometria fina, não recuperada pelos processos gravíticos. Entretanto, são registrados poucos casos que utilizam tal processo[6].

Obtém-se areia de cromita mediante o emprego de processos convencionais de separação gravítica. Inicialmente, procede-se à lavagem do minério para remoção das lamas, e em seguida à etapa de concentração gravítica, utilizando-se jigues, mesas vibratórias ou espirais. Na etapa seguinte, o concentrado é desaguado e segue para um processo de secagem, seguida de classificação. Eventualmente, dependendo do minério, utiliza-se a separação magnética com o fim de remover os minerais não magnéticos contidos nos concentrados obtidos por processos gravíticos. Finalmente, o produto é acondicionado para expedição. [6]

6

7. Considerações finais: importância do metal para a Engenharia de Materiais

Na indústria química, o cromo tem uma variedade de aplicações, decorrentes das diferentes propriedades do metal. A primeira, provavelmente a mais importante, é a habilidade de formar compostos trivalentes e atuar como um mordente e formar compostos estáveis com as fibras têxteis, polímeros sintéticos, ligantes no tratamento de couro ou ligninas na madeira, dentre outras. Como resultado, é difícil assumir que o mercado dos produtos químicos de cromo possa sofrer algum tipo de substituição, mesmo levando-se em conta as emissões de efluentes e os perigos que o metal pode provocar à saúde, problemas superados pelos modernos manuseios do metal nos diversos processos industriais. [2]

As principais utilizações das ligas de ferro-cromo podem ser divididas em: Ferro Cromo Alto Carbono (FeCrAC) e Ferro Cromo Baixo Carbono (FeCr BC), que são utilizados na produção de aço resistentes à corrosão, na produção de aços de alta resistividade elétrica, aços alta liga (indústria de automóveis), anti-oxidação e na produção de aços inoxidáveis.[7]

Os produtos capazes de substituir o cromo na fabricação de ligas, produtos químicos e refratários são de custo elevado e de aplicações restritas. [2]

Existem outras aplicações como: O crômio é empregado principalmente em metalurgia para aumentar a resistência à

corrosão e dar um acabamento brilhante. [8]o Em processos de cromagem que é depositar sobre uma peça uma capa protetora de

crômio através da eletrodeposição. Também é utilizado em anodizado de alumínio.[8] Em cromatos e óxidos são empregados em corantes e pinturas. [8] O dicromato de potássio (K2Cr2O7) é um reativo químico usado para a limpeza de materiais

de vidro de laboratório e em análises volumétricas.[8] É comum o uso do crômio e de alguns de seus óxidos como catalisadores, por exemplo,

na síntese do amoníaco (NH3 ).[8] O mineral cromita (Cr2O3·FeO ) é empregado em moldes para a fabricação de ladrilhos,

geralmente materiais refratários. Entretanto, uma grande parte de cromita é empregada para obter o crômio ou em ligas metálicas.[8]

No curtimento de couros é comum empregar o denominado "curtido ao crômio", sendo este o produto de maior consumo na curtição de couros e peles, consistindo em utilizar o hidroxisulfato de crômio (III) (Cr (OH) (SO4)). [8]

Para preservar a madeira costuma-se utilizar substâncias químicas que se fixam à madeira, protegendo-a. Entre estas substâncias, aquela usada para proteger a madeira é o óxido de crômio (VI) (CrO3).[8]

O dióxido de crômio (CrO2) é usado para a produção de cintas magnéticas empregadas em fitas cassetes, produzindo melhores resultados que aquelas com óxido de ferro (Fe2O3) devido a sua maior coercitividade.[8]

Os problemas ambientais decorrentes das atividades de mineração e metalurgia do cromo são monitorados permanentemente. Por exemplo, as partículas em suspensão durante as atividades de lavra (acessos) são minimizadas com aspersão de água com carro pipa. No beneficiamento do minério, o risco de contaminação por efluentes das barragens de rejeitos é controlado por meio do monitoramento semanal da qualidade das águas dos rios, a construção de diques filtrantes, barragens e de bacias de decantação de sólidos. [9]

7

8. Referencias bibliográficas

1-http://pt.wikipedia.org/wiki/Cromita visitado em 20/06/2008

2-MELO, M. G., “Cromo”, Balanço Mineral Brasileiro, Bahia, 2001, p. 1-28.

3-PAPP, J. F. (1994). Chromium. In: Industrial Minerals and Rocks, 6th Edition, D.D. Carr (Senior Editor), Society of Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. Littleton, Colorado, p. 209-228.

4-RICHARDS, R. G.; MACHUNTER, D.M.; GATES, P. J. e PALMER, K. (2000).Gravity separation of ultrafine (-0,1 mm) minerals using spiral saparators.Minerals Engineering, Vol. 13, n. 1, p. 65-77.

5-MALIOTIS, G. (1999). Chromium Uses & Markets, Published by IndustrialMinerals Information Ltd, Worcester, England, p. 1-161.

6-SYSILA, S.; LAAPAS; H.; HEIISKANE, K. e RUOKONEN, E. (1996). Theeffect of surface potential on the flotation of chromite. Minerals Engineering,Vol. 9. n 5, p. 519-525.

7- www.ferbasa.com.br visitado em 20/06/2008

8- http://pt.wikipedia.org/wiki/Cr%C3%B4mio visitado em 20/06/2008

9-ALVES, J. S.et al. Comunicação Técnica elaborada para Edição do LivroRochas & Minerais Industriais: Usos e Especificações, Rio de Janeiro, 2005p. 351 - 373.

8