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Pirometalurgia é o termo que designa os processos que utilizam de altas temperaturas (500°C a 2.000°C [1]) para realizar transformações físicas e químicas em minerais[1], minérios ou metais, a fim de extrair ou purificar metais[2][3], bem como produzir compostos e ligas[4][1].

O princípio da pirometalurgia é a aplicação de calor sobre materiais pouco reativos[4] a fim de segregar o metal da ganga e impurezas[1], conforme os compostos dos minérios se tornam instáveis[1], inclusive em uma fase de gás (no caso de material volátil)[1].

ProcessosEditar

O tipo de processo aplicável depende da avaliação do tipo de material e produto final desejado, bem como das questões ambientais e econômicas envolvidas[4].

Todos os processos pirometalurgicos utilizam calor proveniente da queima de combustíveis fósseis ou calor elétrico. Contudo, às vezes, a temperatura desencadeia reações exotérmicas nos materiais que podem fornecer calor suficiente para o processo, sendo chamado “autógeno” [4][1].

SecagemEditar

A secagem consiste no aquecimento do material em temperatura suficiente para eliminação de água e outros produto de baixo ponto de ebulição[5].

TorrefaçãoEditar

A torrefação é o processo no qual o correm reações térmicas gás-sólido, incluindo a redução, oxidação, cloração, sulfatação e pirohidrólise[1]. Uma reação comum é aquela em que o sulfureto metálico é aquecido até reagir com o oxigênio para formar óxido do metal sólido e gás dióxido de enxofre[4].

CalcinaçãoEditar

A calcinação consiste na decomposição térmica de um material por meio de seu aquecimento sem atingir seu ponto de fusão, eliminando de produtos voláteis (como dióxido de carbono e água)[5][1]. Vários fornos podem ser utilizados neste processo, como fornos de eixo, fornos rotativos e reatores de leito fluidizado[1].

PiróliseEditar

Na pirólise ocorre uma ruptura da estrutura molecular original de um determinado composto pela ação do calor em um ambiente com pouco ou nenhum oxigênio. É um processo autógeno utilizado para resíduos metálicos que contenham matéria orgânica[5].

FundiçãoEditar

Na fundição o material é elevado acima de seu ponto de fusão e ocorre a redução química de óxidos e a fusão de resíduos metálicos[5]. A queima de coque ou carvão vegetal  (formas de carbono) liberta oxigênio do material na forma de dióxido de carbono[1], deixando o material mais refinado[4][1].

RefinamentoEditar

O refinamento consiste na remoção de impurezas dos materiais por meio de aquecimento. Uma vez que o termo “refino” também refere-se a certos processos eletrolíticos, alguns tipos de refinos pirometalúrgicos são referidos como “refino de fogo”[1].

LigaEditar

A liga consiste na combinação entre metais ou metais e não-metais por meio de altas temperaturas[4].

VantagensEditar

Os processos pirometalúrgicos são geralmente mais baratos e mais indicados para produções em grande escala que os demais, em razão da rapidez de reação dos materiais à temperaturas elevadas (pequenas unidades podem atingir taxas de produção elevadas), facilidade em fundir e vaporizar produtos e separar fisicamente metais, e capacidade de realizar reações que seriam termodinamicamente impossíveis em baixa temperatura[1].

ProdutosEditar

O processo de liga é comumente associado à produção de bronze, por meio da combinação de cobre e estanho[4].

A extração de ferro de minerais como a magnetita e hematita por meio de sua redução química é um exemplo importante de produto de processos pirometalúrgicos, assim como outros óxidos de elementos menos reativos, a exemplo do Cobre, Zinco, Crômio, Estanho e Manganês[1]. Contudo, o ferro que resulta deste processo ainda contém muitas impurezas e necessita passar também pelo processo de refino para ajuste de sua composição[5].

Ocorre que a Pirometalurgia ainda podem provocar a redução e extrair metais reativos que não podem ser reduzidos a partir de soluções aquosas, como os metais alcalino-terrosos, zircônio, titânio, etc[1].

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Referências

  1. a b c d e f g h i j k l m n o p «Definição de pirometalurgia, leia em Manutenção & Suprimentos». www.manutencaoesuprimentos.com.br. Consultado em 4 de junho de 2017 [ligação inativa]
  2. MARCOS LOPES,Processos Pirometalúrgicos ou a Pirometalurgia, Escrito em: 14 de dezembro de 2013, Disponível em: <http://tecnicoemineracao.com.br/processos-pirometalurgicos-ou-pirometalurgia/>, acessado em: 03 de janeiro de 2015.
  3. «pyrometallurgy». Encyclopedia Britannica (em inglês) 
  4. a b c d e f g h «Pirometalurgia | Mecânica Industrial». www.mecanicaindustrial.com.br. Consultado em 4 de junho de 2017 
  5. a b c d e Hamerski, Fernando. «Matérias Primas para Engenharia de Materiais - UFRGS». www.ufrgs.br. Consultado em 4 de junho de 2017