1. Metalurgia e a ciência que estuda a extração, transformação e aplicações de materiais metálicos
1.1. As divisões da metalurgia se dividem em: Metalurgia Química: Ocupa-se com a extração dos metais e com sua conservação no estado metálico. Metalurgia Física: Estuda a constituição (estrutura interna), tratamento e propriedades dos metais e suas. Metalurgia Mecânica: conformar mecanicamente os metais, dos ensaio de propriedades mecânicas.
1.1.1. As operações e processos metalúrgicos, a divisão se da em: Metalurgia Extrativa: É a parte que cuida da extração dos metais de seus minérios e refino dos metais. Metalurgia de transformação: É a parte que consiste da adaptação dos metais para o uso específicos, dando eles características químicas,físicas e geométricas.
1.1.1.1. Outra maneira de dividir a metalurgia e pelos elementos metálicos: Metalurgia dos Ferrosos: Extração, purificação e adaptação de metais e ligas relacionados ao elemento químico ferro(Fe). Metalurgia dos não ferrosos: Extração,purificação e adaptação de metais em que não haja o elemento ferro.
2. Classificação dos metais
2.1. Recursos Minerais: Os recursos minerais são concentrações de minério cujas características fazem com que sua extração possa ser técnica e economicamente viável. Os recursos podem ser renováveis ou não-renováveis e também podem ser metálicos ou não-metálicos.
2.1.1. Minerais Metálicos: que contém em sua composição elementos físicos e químicos de metal, que possibilitam uma razoável condução de calor e eletricidade. Não-Metálicos: são minerais cuja exploração não é motivada por seu conteúdo metálico, ainda que possuam metais em sua composição
2.1.1.1. Metais não ferrosos: Materiais (metálicos) que não apresentam quantidades significativas de ferro em sua composição.
3. Metalurgia do Alumínio
3.1. O alumínio é um metal leve, macio, porém resistente, de aspecto metálico branco, que tem um revestimento fino de um óxido. A alumina é extraída do principal minério do alumínio: a bauxita.
3.1.1. A bauxita passa por processos de beneficiamento, apos acontece o refino da alumina ( processos Bayer), depois passa para o refino e por ultimo para o processamento (Extrusão, laminado,conformado)
3.1.1.1. O alumínio possui varias propriedades importantes como: boa aparência, facilidade na fabricação, boa resistência à corrosão, baixa densidade, alta proporção de força para o peso e alta resistência à fratura.
3.1.1.1.1. Algumas importantes ligas de alumínio são : Alumínio-cobre; Alumínio-manganês; Alumínio-silício; Alumínio-magnésio; Alumínio-magnésio-silício.
4. Metalurgia do Chumbo
4.1. O chumbo é um dos metais mais antigos usados, pelo homem, e muitas das primitivas aplicações têm persistido através dos séculos. Era conhecido pelos antigos egípcios, que o utilizaram há mais de oito mil anos. O chumbo raramente é encontrado no seu estado natural, sendo os mais importantes minérios a galena.
4.1.1. Na produção primária o minério de chumbo é processado em dois estágios: - A ustulação do sulfeto de chumbo ( galena ) - Refino do chumbo metálico impuro. Na produção secundária do chumbo, o que se caracteriza como um processo de reciclagem, o chumbo é extraído de materiais usados, tais como sucatas e baterias automotivas. O chumbo nesse caso, pode ser recuperado por fusão ou por refino, dependendo do tipo de sucata que o contém. Após processo de refino, o chumbo é, em seguida, transformado em outros produtos tais como ligas e folhas de chumbo.
4.1.1.1. As propriedades do chumbo são: Baixo ponto de fusão 327,4°C, alta densidade 11,34 g/cm³, baixa dureza, altamente maleável, baixa condutividade elétrica, altamente resistente à corrosão.
4.1.1.1.1. Algumas ligas importantes do chumbo são: Chumbo-bário; Chumbo-cálcio; Chumbo-cálcio-estanho; Chumbo-cobre-cálcio.
5. Metalurgia do Estanho
5.1. O estanho é um mineral versátil, estanho é usado para produzir diversas ligas metálicas utilizadas para recobrir outros metais, também tem aplicação na industria alimentícia, é encontrado principalmente em um minério chamado cassiterita, é um metal cristalino de coloração branco prateada.
5.1.1. 0 processamento do concentrado de cassiterita para obtenção do estanho metálico é feito em fornos elétricos de redução, sendo que a metalurgia do estanho não apresenta maiores complexidades nem alto custo de operação.
5.1.1.1. Suas características mais importantes é que ele é um metal prateado, maleável, não oxida facilmente com o ar e é resistente a corrosão, pouco dúctil e é altamente cristalino.
5.1.1.1.1. As ligas de estanho mais importantes são: Estanho e cobre; Estanho e chumbo; Estanho, chumbo e antimônio
6. Pirometalurgia: É um processo através do qual os minérios e metais são aquecidos para produzir um produto acabado de compostos funcionais, metais puros e ligas.
6.1. Principais operações em processos pirometalúrgicos • secagem; • calcinação; • ustulação; • sinterização; • pelotização; • coqueificação; • reforma; • redução carbotérmica; • redução metalotérmica; • metalurgia de mattes; • refino pirometalúrgico; • refino por distilação; • refino por zona
7. Hidrometalurgia: designa processos de extração de metais nos quais a principal etapa de separação metal-ganga envolve reações de dissolução do (mineral-minério) minerais contendo os metais desejados em meio aquoso.
7.1. Operações em processos hidrometalúrgicos: •Preparação •Lixiviação •Separação Sólido/Líquido •Precipitação •Tratamento da solução •Recuperação do Metal
8. Metalurgia do Cobre
8.1. De coloração laranja-avermelhada, presente na história da civilização desde 8000 antes de Cristo, o cobre é um dos metais de maior importância para a indústria moderna, é encontrado na natureza, principalmente nos minerais calcocita, calcopirita e malaquita.
8.1.1. O cobre metálico proveniente de minerais sulfetados é, produzido através da rota pirometalúrgica, com uma previa concentração, geralmente por flotação, fundição do concentrado e posterior refino ao fogo. Já para minerais oxidados, o cobre metálico é geralmente produzido através da rota hidrometalúrgica de processamento, que envolve um conjunto de operações unitárias em série , compreendendo: lixiviação, extração por solvente
8.1.1.1. As principais propriedades físicas do cobre é sua alta capacidade de conduzir eletricidade, apresenta alta durabilidade, boa resistência à corrosão, boa maleabilidade e ductilidade
8.1.1.1.1. Principais ligas de cobre são: Latão; Bronze; Cobre e Níquel; Cobre-Níquel-Prata; Cobre-Berilo.
9. Metalurgia do Níquel
9.1. O Níquel é um metal branco prateado, dotado de qualidades significativas à utilização industrial, classifica-se como um metal, encontra-se no estado sólido à temperatura ambiente, O níquel está presente em nosso corpo em pequena quantidade, ele vem da Milerita e Pentlandita.
9.1.1. O concentrado de flotação do níquel vai para a ustulação --> Fusão à matte --> Conversão. - Na ustulação ocorre a remoção de enxofre. - Fusão à matte tem objetivo de eliminar o ferro formando uma escória de óxidos. - Conversão: Na primeira etapa o ferro remanescente da fusão a matte é oxidado. A segunda etapa tem objetivo de formar o metal puro (Ni).
9.1.1.1. As propriedades do níquel são que ele é levemente duro, maleável, de boa resistência à oxidação e à corrosão, ele destaca-se pelo seu magnetismo
9.1.1.1.1. Essas são algumas ligas do níquel são: Níquel-cobre; Níquel-ferro; Ferro-níquel; Níquel-cromo.
10. Metalurgia do Zinco
10.1. É um elemento presente em diversos ambientes naturais(Água e Solo), o zinco vem do sulfeto chamada blenda ou esfalerita proveniente de rochas calcárias. O zinco é utilizado principalmente na forma metálica.
10.1.1. A produção de zinco metálico ocorre em cinco estágios: - Retirada do minério da mina, com teor metálico entre 3 e 20%; - Beneficiamento por sucessivas britagens e moagem; - Sedimentação e filtragem, obtendo um concentrado que alcança 45% de teor metálico; - Hidrometalurgia ou lixiviação química com ácido sulfúrico diluído, que serve para dissolver o metal em meio aquoso; - Sedimentação eletrolítica, obtendo teor metálico superior à 99%.
10.1.1.1. Suas principais propriedades são: Apresenta uma tonalidade branco-azulada, resistente a oxidação e superfície brilhante, formação de uma camada protetora passiva, o zinco é maciço.
10.1.1.1.1. Essas são as principais ligas de zinco: Cobre-Zinco; Ligas Zamac (zinco, alumínio, magnésio, cobre).