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Alumínio, Alumina e Reciclagem

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Universidade Federal de São Carlos Departamento de Engenharia Química Prof. Luiz Márcio Poiani. Alumínio, Alumina e Reciclagem. Denise Cervilha de Freitas Filipe Ângelo dos Santos Michele Aguilera Yumi Fusse Madeira. SUMÁRIO. Introdução Refinaria Processo Bayer Redução

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alum nio alumina e reciclagem
Universidade Federal de São Carlos

Departamento de Engenharia Química

Prof. Luiz Márcio Poiani

Alumínio, Alumina e Reciclagem

Denise Cervilha de Freitas

Filipe Ângelo dos Santos

Michele Aguilera

YumiFusse Madeira

sum rio
SUMÁRIO
  • Introdução
  • Refinaria
    • Processo Bayer
  • Redução
    • Processo Hall-Héroult
  • Reciclagem
introdu o
INTRODUÇÃO
  • Importância do Alumínio
  • Matéria-prima
  • Divisão do processo
    • Mineração
    • Refinaria
    • Redução
  • Extração da bauxita
moagem
MOAGEM
  • Blendagem
    • Homogeneização
  • Moinho de martelos
  • Moinho de barras
    • Licor de NaOH proveniente do processo
    • Separador de impurezas
  • Granulometria ideal  estocagem em tanques com bombas recirculantes e pás rotativas
digest o
DIGESTÃO
  • Digestores (reatores tipo autoclave)
  • Dissolução do Hidróxido de Aluminio

NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2 H2O

T ≥ 140oC, P ≥ 400kPa

  • Reação do NaOH com impurezas como SiO2, P2O5, CO3.
  • Maior perda de processo – reação da kaolinita (Al2O3.2SiO2.2H2O) com o NaOH
tanques flash
TANQUES “FLASH”
  • Resfriamento por expansão a baixa pressão
  • O vapor proveniente é utilizado para pré-aquecer a solução de soda cáustica que vai para os digestores.
filtra o
FILTRAÇÃO
  • Decantação – separação

da parte sólida (Lama).

  • Filtro de pressão tipo Kelly – solução cáustica purificada rica em aluminato.
precipita o
PRECIPITAÇÃO
  • Novo resfriamento

“flash” a vácuo.

  • Trocadores de calor
  • Precipitação
    • Aglomeração dos sólidos da semente
    • NaAlO2 + 2H2O  NaOH + Al(OH)3

T≤80o C, P = 100kPa

  • Tanques decantadores
reaproveitamento do licor
REAPROVEITAMENTO DO LICOR
  • Licor pobre recebe

a soda cáustica

  • Parte do licor vai para

o moinho de barras, e a outra parte para os digestores

calcina o
CALCINAÇÃO
  • Filtros Dorrcos – lavagem

e filtragem do hidrato (redução da umidade)

  • Reação de calcinação
  • Classificação granulométrica – equipamento eletrostático.

2 Al2O3.3H2O (s) Al2O3(s) + 3H2O (v)

950o ≤ T ≤ 1250o

processo hall h roult
Processo Hall-Héroult
  • Obtenção do alumínio metálico
  • 1825: Oersted

Aquecimento de AlCl3 com amálgama de K

  • 1886: Charles Hall e Paul Héroult:

Eletrólise da alumina dissolvida em banho de criolita fundida

Preço de venda US$ 220/kg → US$ 4,50/kg

slide16
2 tipos de cubas
  • Ânodos múltiplos pré-cozidos
  • Ânodo com auto-recozimento, ou ânodo Soderberg →
slide17
Al2O3 + 3/2 C → 2Al + 3/2 CO2

Reação no ânodo: 3O2-(l) → 3/2O2(g) + 6é

Reação no cátodo: 2Al3+(l) + 6é → 2Al(l)

Reação final: 2Al3+(l) + 3O2-(l) → 3/2O2(g) + 2Al(l)

slide18
Eletrólitofundido
    • Criolita: 3Na.AlF3
    • Excesso de AlF3
    • 6 a 10% de CaF2 (fluorita)
    • 2 a 6% de Al2O3
  • Adição de material alcalino para compensar a absorção do eletrólito por um revestimento novo
  • Perda de AlF3pelavolatilização de compostosricosem AlF3 e reação com soda cáustica → adiçãoperiódica de AlF3 e pequenaconcentração de cal
slide19
Formação de crosta cristalizada sobre a superfície do banho fundido
  • A crosta é quebrada para adição de alumina para manter a concentração entre 2 e 6%
  • Efeito do ânodo: formação de tatrafluoreto de carbono em volta do ânodo aumenta a tensão na célula, disparando um alarme e indicando o esgotamento da alumina no banho
slide22
O Alumínio produzido tem um grau de pureza de cerca de 99,7%.
  • Sucessivas operações electrolíticas de refinagem são possíveis até obter um grau de pureza na ordem dos 99.997%.
processo de reciclagem4
Processo de Reciclagem
  • Venda para Usuários

10

  • Testar Qualidade
  • Adição de elementos

8

  • Ligotes
  • Laminação

9

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