Extração do Ferro - Resumo - Engenharia Quimica - UFPR, Notas de estudo de Engenharia Química. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
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Roberto_8805 de Março de 2013

Extração do Ferro - Resumo - Engenharia Quimica - UFPR, Notas de estudo de Engenharia Química. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas de engenharia quimica sobre o estudo da extração de ferro, produção, como são extraídos minerais de uma mina, da pedra ao pó.
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Descrição

O ferro (do latim ferrum) é o segundo metal mais abundante da crosta terrestre e o quarto elemento mais encontrado, depois do oxigénio, silício e alumínio. Porém, quando se considera a totalidade do planeta, o ferro surge como o primeiro constituinte do corpo sólido da Terra, ocupando, juntamente com o níquel, os cerca de 7000 km de diâmetro que compõem o seu núcleo.

Para além da sua ocorrência na Terra, este metal é também um constituinte importante de muitos meteoritos e no interior de estrelas.

De número atómico 26 e símbolo químico Fe, o ferro é um elemento de transição, pertencente ao oitavo grupo da tabela periódica. Em condições normais de pressão e temperatura, este metal apresenta-se no estado sólido, possuindo uma cor prateada.

O ferro constitui o metal mais barato e mais útil do mundo. Embora o seu valor económico na forma pura seja muito baixo, o seu potencial comercial torna-se bastante relevante quando incorporado em ligas como o aço .

De facto, não é possível ignorar a importância económica deste metal, presente em inúmeros e variados objectos indissociáveis da actividade humana actual. Desde os utensílios simples do quotidiano, como a chave ou a lapiseira, até às grandes construções, o ferro dá corpo a tudo e sem ele quase nada restaria no nosso mundo moderno. As suas qualidades únicas conferem-lhe a relevância que possui hoje e desde os primeiros tempos da história civilizacional do Homem, importância muito pouco afectada ao longo do tempo, mesmo com a descoberta de novos materiais.

Este elemento é detectável na composição de quase todos os seres vivos, sendo essencial para a esmagadora maioria destes. A maquinaria celular dos organismos depende bioquimicamente do ferro para executar muitas das suas funções, em particular a respiração, sendo um componente essencial na hemoglobina do sangue. O ser humano não é excepção, necessitando de tomas diárias deste elemento, normalmente proporcionadas por uma dieta equilibrada.

Produção

Hoje em dia são produzidos cerca de 500 milhões de toneladas de ferro a partir das reservas naturais e outros 300 milhões de toneladas provenientes da reciclagem. A existência de ferro nas suas diversas formas em reservas naturais ultrapassa os 100 biliões de toneladas (maioritariamente na forma de Fe3O4, Fe2O3, FeO (OH) e FeCO3).

O ferro é obtido por redução de óxidos de ferro em atmosferas fortemente redutoras, utilizando frequentemente carvão. O processo mais comum implica a redução do ferro a alta temperatura, nos altos fornos, utilizando carvão como combustível para a produção de calor e como fonte de

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espécies redutoras, que vão converter os óxidos de ferro em ferro fundido. O processo descrito envolve também a adição de carbonato de cálcio para remoção de impurezas.

O ferro fundido, pela forma como é produzido, contém cerca de 3% de carbono e ainda vestígios de enxofre, sílico manganês e fósforo, e constitui a matéria-prima para a produção de aço. Apesar do ferro fundido não ser tão resistente como o aço, sendo substancialmente mais barato, possui muitas aplicações, podendo ser utilizado, também, em ligas com outros metais como o níquel ou magnésio.

O elemento em estudo tem uma grande quantidade de aplicações, particularmente na forma de aço, sendo o metal mais utilizado a nível mundial. As suas utilizações vão desde pequenas peças, como chaves de parafusos, pregos ou martelos, até aplicações de grandes dimensões como navios ou estruturas metálicas para pontes e edifícios.

Dada a sua reactividade química os objectos de ferro estão sujeitos a corrosão, reagindo com o oxigénio atmosférico ou dissolvido na água (no caso de barcos) produzindo a conhecida ferrugem. A resistência à ferrugem das peças de ferro pode ser melhorada por uma variedade de técnicas que podem ir do recobrimento com metais protectores como o estanho ou o zinco até à utilização de ligas com outros metais, como níquel ou o tungsténio. O aço conhecido como aço inoxidável é uma liga com crómio e níquel que, na sua forma mais comum contém 18 % de crómio e 8 % de níquel (o chamado aço 18-8).

A produção de ferro mais puro, é importante em aplicações específicas e pode ser feito por técnicas específicas, tal como a electrólise, a redução do óxido ou hidróxido com hidrogénio ou por formação de um complexo de carbonilo, oFe(CO)5, seguido de decomposição térmica deste composto.

http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=466&ordem=1

http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=466&ordem=4

Como são extraídos minerais de uma mina?

por Tarso Araújo

Depois que se encontra a jazida, o processo de exploração consiste em retirar o material útil (pedaços de rocha com porções do minério), quebrá-lo em pedaços de tamanho comercial, limpar e colocar num trem que o leve ao porto mais próximo. Seria simples, se o tal material útil não fosse composto de rochas de milhares de toneladas, misturadas com terra e vários tipos de "lixo", acumulados durante a formação da rocha. Por isso, tudo em uma mina tem proporções absurdamente grandes: os caminhões que transportam o minério, por exemplo, têm pneus de

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mais de 3 metros de altura e as escavadeiras pesam até 500 toneladas (25 vezes mais do que as convencionais). O Brasil é rico em muitos tipos de minérios, entre eles manganês, bauxita, tungstênio, cobre, estanho, níquel e cromo, mas o principal é, sem dúvida, o ferro, que representa cerca de 40% do faturamento nacional no setor de extrativismo mineral. Anualmente, a Companhia Vale do Rio Doce, maior empresa de mineração do país, exporta mais de 200 milhões de toneladas de minério de ferro. No infográfico ao lado, mostramos como acontece a extração de ferro, desde o barranco rochoso até o caminho do ferro puro para o porto.

Da pedra ao pó

Para extrair o ferro da rocha são usadas máquinas monstruosas e muita água

1. Lavra

A primeira etapa de mineração é a extração propriamente dita, que pode ser feita com escavadeiras, tratores que raspam a rocha ou explosivos, quando o minério se encontra longe da superfície. As maiores escavadeiras retiram da lavra 5 mil toneladas de material bruto por hora

2. Transporte

Para levar o minério até a usina, onde ele será preparado para a venda, existem os caminhões fora-de-estrada. O nome já diz tudo: com 6,6 metros de largura, eles não cabem numa estrada comum. Os maiores pesam 203 toneladas, atingem surpreendentes 64 km/h e carregam 365 toneladas, o equivalente a 36 caminhões convencionais

3. Estéril

Na lavra, o ferro esconde-se no meio de um monte de terra e de outros minérios sem valor. Essa parte sem valor econômico, chamada de estéril, é empilhada em alguma área próxima à mina, com cuidados para causar o mínimo impacto ambiental - muitas vezes, árvores são plantadas na pilha de terra para evitar deslizamentos

4. Britagem

O minério bruto chega à usina em grandes blocos, que são quebrados em máquinas de britagem. São várias etapas de quebra-quebra, que esmagam os pedaços de minério até eles ficarem com cerca de 2 centímetros de diâmetro, o tamanho adequado para a separação

5. Separação

Conforme o minério vai saindo da máquina de britagem, ele cai em uma peneira (com telas de diferentes espessuras), que libera a passagem dos pedaços de até 2 centímetros e lança os maiores de volta à britadeira. O peneiramento é feito com jatos de água, que ajudam a escoar os restos de terra ligados aos pedaços de ferro

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6. Concentração

Uma parte do minério fica tão fina que se confunde com os grãos de areia misturados ao material bruto. Para recolher essa parte, costuma-se empregar um separador magnético, que usa ímãs para agarrar o pó de ferro, enquanto a areia vai embora com a água

7. Reciclagem de água

Toda a água usada para limpar o minério é recolhida no fim do processo num reservatório profundo, enterrado no solo. A areia e a lama, mais pesadas, se acumulam no fundo do reservatório e a água, livre das impurezas, é bombeada para uma barragem, que reabastece todo o processo. Assim, 70 a 80% da água usada na mina é reciclada

8. Empilhadeira

Depois de limpo, peneirado e separado por tamanho, o minério em grãos segue para as empilhadeiras. Como o nome sugere, uma máquina com pás gigantes vai descarregando o minério em pilhas, até formar uma verdadeira montanha de armazenagem

9. Ferrovia

Quando chega a hora de embarcar, as pilhas de minério são transferidas para os vagões de trem, que transportam as toneladas do produto até o porto mais próximo, de onde ele segue em navios para os compradores. As ferrovias são o único meio viável para fazer esse transporte

http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-sao-extraidos-minerais-de-uma-mina

Chuva ácida e assoreamento

A produção mineral do chumbo, mercúrio, zinco, cobre e prata pode resultar na liberação de enxofre na forma de SO2 para a atmosfera, causando chuva ácida.

A abertura de mina a céu aberto ocasiona a retirada da vegetação nativa e os materiais desagregados do processo de extração acabam sendo levados aos rios e lagos. Isso provoca o assoreamento, que obstrui, com areia ou outros sedimentos, rios e canais, em conseqüência da redução da correnteza. O pó suspenso no ar causa, nas pessoas que têm contato permanente com ele, doenças respiratórias gravíssimas.

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A mineração costuma dinamizar economicamente uma região ou cidade, que passa a crescer e a depender cada vez mais da atividade mineradora. Quando, porém, a atividade se esgota (e ela sempre se esgotará, mesmo que demore muitos anos), a cidade e sua população podem ficar sem alternativas. É por isso que os recursos econômicos originados da extração mineral devem ser destinados, também, para a diversificação das atividades econômicas e para o desenvolvimento regional mais amplo.

A atividade de extração mineral tende a se ampliar, pois o crescimento econômico mundial, principalmente da China e da Índia, vem provocando um aumento da demanda e dos preços internacionais das commodities (produtos primários, em estado bruto, de grande importância no mercado internacional, como minério de ferro, algodão, petróleo), aumentando os investimentos e a produção no setor.

http://educacao.uol.com.br/geografia/extracao-mineral-atividade-tende-a-aumentar-com- crescimento-economico-mundial.jhtm

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