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Definição de pirometalurgia

A premissa básica é simples: alta temperatura química segrega metais valiosos numa fase, enquanto rejeita impurezas na outra fase.

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Definição de pirometalurgiaPirometalurgia é um ramo da metalurgia que envolve o tratamento térmico a temperaturas elevadas, ou seja, 500-2000 ° C, de minerais e minérios para trazer transformações físicas e químicas que permitam a recuperação de metais valiosos.

O processo pode produzir produtos vendáveis, como metais puros, ou compostos e ligas, boas para o uso após processamento adicional. Exemplos de elementos extraídos por processos pirometalúrgicos incluem os óxidos de elementos menos reativos, como Fe, Cu, Zn, Crômio, Estanho e Manganês.

A premissa básica é simples: alta temperatura química segrega metais valiosos numa fase, enquanto rejeita ganga e impurezas na outra fase. Na maioria dos casos, as duas fases são fundidas (por exemplo, o mate e escória em uma operação convencional de fundição de cobre).

A fase de gás pode também ser utilizada, tanto como um meio de separação de constituintes importantes voláteis ou para a remoção de impurezas indesejadas. Estas técnicas de separação formam a base de fundição térmica e as operações de refinação.

Processos pirometalúrgicos geralmente pertencem a uma ou mais das seguintes categorias:

  • Calcinação: decomposição térmica de um material. Os exemplos incluem a decomposição de hidratos, tais como hidróxido férrico e óxido férrico ao vapor de água, ou a decomposição de carbonato de cálcio de óxido de cálcio e dióxido de carbono e carbonato de ferro ou de óxido de ferro. Processos de calcinação são realizados de uma variedade de fornos, incluindo fornos de eixo, fornos rotativos, e reactores de leito fluidizado.
  • Torrefação: consiste em reações térmicas gás-sólido, incluindo a redução, oxidação, cloração, sulfatação e pirohidrólise. O exemplo mais comum é a oxidação de minérios de sulfureto de metal.
  • Fundição: envolve reações térmicas em que pelo menos um produto é uma fase fundida. Óxidos de metal, em seguida, podem ser fundidos por aquecimento com coque ou carvão vegetal (formas de carbono), um agente redutor que liberta o oxigênio, como o dióxido de carbono, deixa um mineral refinado.
  • Refinamento: remoção de impurezas a partir de materiais por um processo térmico. Este abrange diversos processos, envolvendo diferentes tipos de forno. O termo 'refino' também pode se referir a certos processos eletrolíticos. Assim, alguns tipos de refinos pirometalúrgicos são referidos como “refino de fogo”.

Processamento de níquel, cobalto e PGMs utilizam técnicas pirometalúrgicas

Processamento de níquel, cobalto e PGMs utilizam técnicas pirometalúrgicas

A maioria das técnicas pirometalúrgicas requer entrada de energia para manter a temperatura para que o fenômeno aconteça. A energia é normalmente fornecida pela combustão de combustível fóssil, da reação exotérmica do material ou a partir de calor elétrico. Quando o material é suficiente para manter a temperatura do processo unicamente por reação exotérmica (ou seja, sem a adição de calor ou de combustível elétrico), o processo é chamado de "autógeno".

Na extração de metal, a maioria das reações metalúrgicas acontece em temperaturas elevadas, já que os compostos de minério tornam-se relativamente instáveis, o que facilita a libertação do metal. Esta é a base da pirometalurgia.

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Esse método de produção de metais geralmente é mais barato e mais indicado para produções em grande escala. Algumas das vantagens da pirometalurgia incluem:

  • Rapidez de reação a temperaturas elevadas. Ou seja, pequenas unidades podem atingir taxas de produção elevadas.
  • Algumas reações que não são termodinamicamente possíveis em baixa temperatura podem aceitar temperaturas elevadas.
  • A temperaturas elevadas, a fundição ou vaporização dos produtos fica mais fácil, assim como a separação física do metal.
  • Pirometalurgia pode provocar a redução de um composto, que não pode ter lugar na presença de água, ou seja, tem a capacidade de extrair os metais reativos que não podem ser reduzidos a partir de soluções aquosas. Ex. Metais alcalino-terrosos, de zircônio, titânio, etc.

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