Tungstênio: Dados sobre o tungstênio, extração, obtenção., Slides de Metalurgia

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Metais não Ferrosos

ZINCO

 (^) Um dos elementos mais comuns da Terra, em sua forma pura se apresenta como um metal de coloração cinza-azulada. Com dureza de 2,5 e boa condutibilidade térmica, tem como principal característica elevada resistência a corrosão em qualquer ambiente.  (^) É um metal de transição encontrado em estado sólido à temperatura ambiente

História

 (^) O elemento zinco, já conhecido por civilizações milenares como a Grega e a Romana, fora oficialmente redescoberto no século XVIII. O nome zinco possivelmente foi originado a partir do termo em alemão, zinc. O termo zinc, por sua vez, pode ter sido derivado de uma corruptela do termo persa sing, que significa pedra.  (^) Fora na China que a produção de zinco atingiu o seu ápice, pois os chnieses desenvolveram o processo de produção e refino em larga escala deste metal.

Principais Minérios

 Esse metal é encontrado principalmente combinado a enxofre e oxigênio, sob

a forma de sulfeto e óxido, associado a chumbo, cobre, prata e ferro. O sulfeto

de zinco (ZnS), também conhecido como blenda de zinco ou esfalerita, ocorre

principalmente em rochas calcárias.

 Outros importantes minérios de zinco são willemita (Zn2 SiO4), smithsonita

(ZnCO3), calamina ou hemimorfita (Zn4Si3O(OH)2), wurtzita (Zn,Fe)S,

franklinita (Zn,Mn)O.Fe2O3, hidrozincita [2ZnO3.3Zn(OH)2] e zincita (ZnO).

Reservas Minerais:  (^) As reservas mundiais cuja exploração é economicamente viável ultrapassa a casa dos 220 milhões de toneladas, a maior parte nos Estados Unidos , Austrália, China e Cazaquistão.  (^) As reservas mundiais (incluindo aquelas cuja extração atualmente não é viável) são estimadas em 2000 milhões de toneladas.  (^) A produção mundial foi em 2003, segundo dados da Agência de Prospecção Geológica dos Estados Unidos (US Geological Survey ) de 8, milhões de tonel adas, liderada pela China com 20% e Austrália com 19%. Estima-se que um terço do zinco Estima-se que um terço do zinco consumido é reciclado

Reservas Minerais:

As reservas brasileiras, que representam 1,2% das mundiais, são da ordem 6,5 milhões de toneladas de zinco contido no minério, das quais 45,3% são medidas, 40,5% são indicadas e 14,2% são inferidas. Deste total, o minério silicatado predomina com 5,6 milhões de toneladas. Somente os depósitos localizados em Minas Gerais e Mato Grosso têm importância econômica. Em Vazante (MG) encontra-se a mais importante jazida de zinco do Brasil.

Beneficiamento

 (^) As reações por etapas são:

• Por via úmida o minério é calcinado (queimado) para a obtenção do óxido, posteriormente lixiviado com ácido sulfúrico diluído.
• A lixívia obtida é purificada para a separação dos diferentes componentes, principalmente o sulfato de zinco.
  • O sulfato é submetido a um processo de eletrólise com ânodo de chumbo e cátodo de alumínio, sobre o qual se deposita o zinco, formando placas de alguns milímetros.
• O zinco obtido é fundido e lingotado para sua comercialização.  (^) Como subprodutos, diferentes metais são obtidos, como mercúrio, cádmio, ouro, prata, cobre e chumbo, em função da composição dos minerais.  (^) O dióxido de enxofre obtido na calcinação é usado para produzir o ácido sulfúrico utilizado na lixiviação. O excedente é comercializado.

Metalurgia Extrativa

 (^) O zinco funde a 419oC e entra em ebulição a 905oC, a fusão à mate não seria possível pois o ZnS sublima-se a 1900oC, aí o ponto de fusão de qualquer mate seria superior à temperatura de ebulição do zinco.  (^) A redução direta dos sulfetos pelo C ou CO só se realizaria a altas temperaturas, sendo industrialmente impraticáveis.  (^) Também os sulfetos não são diretamente solúveis no ácido sulfúrico ou em outro solvente usual.  (^) Resta então, para os sulfetos de zinco, iniciar-se pela ustulação.

Hidrometalurgia do Zn

 (^) A hidrometalurgia do Zinco é recomendável para minérios oxidados pois são atacados pelo ácido sulfúrico. As principais etapas são:

• Ustulação
• Lixiviação
• Purificação da Solução
• Eletrólise

Lixiviação

 (^) A lixiviação se dá segundo a reação:  (^) Simultaneamente com o Zn algumas impurezas também se solubilizam: sílica, alumina, óxidos de Fe, Sb, As, Ni, Cu, Cd, Co, Pb, Ag,...

• Os óxidos são provenientes do minério ou formados durante a ustulação.  (^) Muitas impurezas são precipitadas pela simples neutralização da solução ácida.  (^) Este excesso de H2SO4 é neutralizado pela adição de mais ustulado.  (^) Outras impurezas necessitam tratamento especial para eliminá-las

Purificação da Solução

 (^) Após a filtragem inivem a purificação:

• Para eliminar o Cu, Cd, Ni, parte do Co e Al, Sb, As remanescente, adiciona-se Zn em pó visando cementação;
• Para eliminar o Co remanescente adiciona-se alfa -nitro so-beta-naftol que com ele forma um complexo que precipita em seguida;
• Eliminam-se os íons Cl-, adicionando gotas de Ag2SO4, pois os mesmos iriam, dificultar a descascagem dos cátodos, após a eletrólise; Filtrada, a solução de ZnSO4, agora límpida está pronta para a eletrólise

Eletrólise

 (^) A eletrólise do Zinco se da segundo as reações abaixo, recuperando o Zn do banho.  (^) Reação Catódica:  (^) Reação Anódica.:

Aplicações:

O zinco ainda é muito utilizado na fabricação de telhas, pilhas e baterias secas. O óxido de zinco é usado nas indústrias de tintas, além dos setores farmacêutico, cosmético e têxtil.

Ligas metálicas

 (^) As ligas metálicas mais empregadas são as de alumínio (3,5-4,5%, Zamak; 11-13%, Zn-Al-Cu-Mg; 22%, Prestal , liga que apresenta superplasticidade) e cobre (aproximadamente 1%) que melhora as características mecânicas do zinco e sua aptidão ao molde.  (^) É componente minoritário em diversas ligas, principalmente de cobre como latões (3 a 45% de zinco) , alpacas (Cu-Ni-Zn) e bronzes (Cu-Sn) de molde.