Como é Feito o Alumínio?
O alumínio compõe 8% do solo e das rochas da Terra, tornando-o o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre depois do oxigênio e do silício, respectivamente.
O composto não ocorre na forma pura. Em vez disso, os átomos de alumínio se ligam a outros metais formando compostos. Ao contrário de outros minerais, como o ferro, que requerem apenas fusão para separar o composto, fazer alumínio é um pouco diferente. Com o alumínio, o processo é complicado e requer quantidades significativas de energia. Quer saber mais sobre industrias, acesse https://refracont.com.br/
É por isso que a maioria das fundições de alumínio são sempre construídas nas proximidades de fontes de energia elétrica.
Passo 1- Mineração de Bauxita
A primeira etapa da produção do alumínio é a extração da bauxita do solo. As bauxitas são a matéria-prima mais comum na produção de alumínio. Eles são compostos principalmente de óxido de alumínio misturado com alguns outros minerais.
Se a bauxita contém mais de 50% de óxido de alumínio, é considerada de alta qualidade. No entanto, há muita variação nas bauxitas. Eles podem ser sólidos, densos ou quebradiços. Eles também variam em cor, sendo o mais comum vermelho tijolo, marrom ou vermelho flamejante por causa do óxido de ferro.
Se a concentração de óxido de ferro for baixa, a bauxita pode ser branca ou cinza. Também é possível encontrar bauxita em amarelo, verde-escuro ou multicolorida com tons de vermelho, azul, roxo ou preto, dependendo da composição.
Etapa 2 – Produção de Alumina
Após a extração da bauxita, o próximo passo na fabricação do alumínio é transformar a matéria-prima em alumina, um pó branco, também conhecido como óxido de alumínio.
Dependendo da qualidade da bauxita, cerca de 4-5 toneladas dela podem render cerca de 2 toneladas de alumina, o que produzirá uma tonelada de alumínio.
Extração de Alumínio
O alumínio é o metal mais abundante na terra, no entanto, não vem em sua forma pura. Tem que ser extraído de seu minério, chamado bauxita. O processo de extração de alumínio é intensivo em recursos, o que torna o alumínio um dos metais mais caros para produzir.
A extração do alumínio é feita por meio de um processo chamado eletrólise que pode ser subdividido em três etapas, resultando no alumínio como o conhecemos. Essas etapas da extração de alumínio incluem:
Mineração de bauxita
Vários minerais podem ser utilizados no processo de extração do alumínio. A matéria-prima mais utilizada é a bauxita, que é formada por uma combinação de óxido de alumínio, misturado a outros minerais.
Durante a mineração, a bauxita é classificada de acordo com a porcentagem de óxido de alumínio que contém. A bauxita de alta qualidade contém mais de 50% de óxido de alumínio. Apresenta-se em diversas cores, podendo apresentar-se como tijolo vermelho, cinzento, branco, roxo, preto, azulado e outras multicores, dependendo da combinação dos minerais.
Estruturalmente, a bauxita pode ser sólida, friável ou densa. Novamente, isso depende da composição mineral.
Produção de Alumina
Após a mineração, a bauxita é processada para produzir alumina, também conhecida como óxido de alumínio, que é um pó branco. Existem vários métodos de fabricação de alumina, mas o processo mais comumente usado é o Processo Bayer.
O Processo Bayer foi descoberto pela primeira vez há mais de 100 anos e continua sendo o método preferido de produção de alumina. Embora o processo Bayer seja altamente eficiente, ele só pode ser usado em bauxita de alta qualidade, especialmente com uma composição muito baixa de silício.
O Processo Bayer
A fabricação da alumina começa com a dissolução do hidrato de alumínio encontrado na bauxita em soda cáustica concentrada em altas temperaturas.
Quando a temperatura da solução é reduzida, a concentração aumenta e o hidrato de alumínio cristaliza. Os outros minerais e elementos encontrados na bauxita não se dissolvem ou recristalizam, eles se depositam no fundo. O hidrato de alumínio pode então ser isolado do lastro, também conhecido como lama vermelha.
A lama vermelha é composta por silício, ferro, titânio e vários outros minerais, encontrados na bauxita extraída. A lama separada é disposta em áreas especiais, enquanto o hidrato de alumínio segue com o processo de extração do alumínio. Explore o fascinante mundo da extração de alumínio e descubra como esse metal versátil é obtido. Clique aqui para desvendar os segredos por trás da sua produção e entender a importância desse elemento em nossas vidas.
Processamento de cristais de hidrato de alumínio
Os cristais de hidrato de alumínio são razoavelmente grandes e facilmente filtrados da solução. Os cristais são então lavados com água, secos e depois aquecidos (calcinados) para remover a água. O produto resultante é o que se chama de alumina.
A alumina não tem prazo de validade limitado, mas é altamente higroscópica e deve ser armazenada nas condições corretas. Em vez de lutar para manter a alumina longe da água, a maioria dos fabricantes prefere enviar a alumina para fundição o mais rápido possível.
O processo de fundição
O processo de fundição começa com o empilhamento da alumina em pilhas de até 30.000 toneladas. Para chegar a esse peso, as pilhas de alumina podem chegar a 12 metros de altura. A pilha é subdividida e carregada em vagões ferroviários para despacho para a fundição.
Redução Eletrolítica
Através da eletrólise, a alumina produz alumínio. Antes disso, porém, outro componente, chamado criolita, é necessário no processo.
A criolita é um mineral de flúor natural que é fabricado artificialmente devido à sua raridade como mineral natural.
O uso da criolita é a etapa final necessária para transformar a alumina em alumínio por meio da redução eletrolítica.
Este processo ocorre dentro de uma fundição de alumínio. São edifícios retangulares com comprimento superior a um quilômetro em alguns casos. Dentro dos prédios, existem centenas de células de redução enfileiradas, conectadas a fontes de energia por meio de cabos maciços.
Cada uma das células consome cerca de 4 – 6 volts de potência, com uma amperagem de 300 – 400 KA e às vezes até mais. Este processo é impulsionado principalmente pelo poder, e a maior parte é automatizada.
Há um sistema automático que fornece alumina nas células a cada poucos minutos. Dentro das células, altas temperaturas e um ambiente propício, criado pela criolita, quebram as ligações entre o alumínio e o oxigênio.
O alumínio se deposita no fundo das células, enquanto o oxigênio se combina com o carbono para produzir dióxido de carbono.
Caçambas especiais a vácuo são utilizadas para extrair o alumínio das células, após o que é levado para a fundição quando a caçamba estiver cheia.
Na casa de fundição, o alumínio é fundido em lingotes, com peso entre 6kg e 30 toneladas. Na casa de fundição, o alumínio também recebe sua composição química, misturando-o com outros elementos de liga para aumentar sua resistência, alterar suas propriedades de transmissão de calor e também torná-lo mais denso.
Existem mais de 100 ligas de alumínio no mercado, cada uma projetada para atender a diversas aplicações e apresentar características específicas, de acordo com o ambiente onde é utilizada, e todas começam como uma bauxita que passa pelo processo acima.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio
