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Metais e Metalurgia

Metais e Metalurgia. Eric Alexsander Poscidônio de Souza 18701 Cléderson Vinícios Rosa 18696 . Sumário. Ocorrência e distribuição dos metais Pirometalurgia Hidrometalurgia Eletrometalurgia Ligação metálica Ligas Metais de transição Química de alguns metais de transição.

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Metais e Metalurgia

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Presentation Transcript

  1. Metais e Metalurgia Eric Alexsander Poscidônio de Souza 18701 Cléderson Vinícios Rosa 18696

  2. Sumário • Ocorrência e distribuição dos metais • Pirometalurgia • Hidrometalurgia • Eletrometalurgia • Ligação metálica • Ligas • Metais de transição • Química de alguns metais de transição

  3. Ocorrência de Distribuição dos Metais • Litosfera, é a região correspondente à superfície da terra. • Geralmente os metais mais úteis não estão disponíveis em abundância na Listosfera.

  4. Ocorrência de Distribuição dos Metais • A maioria dos metais são encontrados como componentes de matéria inorgânica, especificamente chamados minerais. Hematita • Minério, que contêm metal suficiente para ser extraído economicamente. • São encontrados sob a superfície terrestre

  5. Metalurgia • Metalurgia: ciência e tecnologia de extração de metais a partir de suas fontes naturais e de sua preparação para o uso prático. • Pode ser dividida em cinco processos: • Mineração; • Concentração; • Redução (obtenção do metal livre no estado de oxidação zero); • Refino; • Mistura com outrosmetais (liga).

  6. Pirometalurgia • É um processo metalúrgico que utiliza altas temperaturas para alterar o metal quimicamente para que no final se reduza a um metal livre. • Tipos: • Calcinação; • Ustulação ; • Fusão;

  7. Calcinação • Alguns minérios se decompõem durante o aquecimento e acabam eliminando na maior parte das vezes H2O ou CO2. • A calcinação serve para eliminar o CO2, formando óxido metálico. • Exemplo: PbCO3(s) PbO(s) + CO2(g)

  8. Ustulação • Consiste em aquecer um mineral de sulfeto na presença de gás oxigênio, convertendo o metal a óxido. A ustulação é conhecida também como "queima de sulfeto". • Exemplo: 2 ZnS(s) + 3 O2(g) 2 ZnO(s)+ 2 SO2(g) • Geralmente usado para obtenção de metais como: chumbo, cobre, prata, zinco e mercúrio.

  9. Fusão • É um processo em que os materiais formados durante as reações químicas são separados em duas ou mais camadas. Dois tipos de camadas importantes são formadas na fundição: metais e escória (resíduo silicoso). • Exemplo: CaO(l) + SiO2(l) CaSiO3(l)

  10. Hidrometalurgia • Processo metalúrgico que utiliza a água para extração de metais de seus minérios. • Lixiviação

  11. Hidrometalurgia do alumínio • Fonte: bauxita • Principais impurezas da bauxita: SiO2 e Fe2O3 • Processo para purificar a bauxita: Processo de Bayer. • Al2O3, ele se dissolve nessa solução, formando o íon complexo aluminato, Al(OH)4- • Óxidos de ferro (III) não se dissolvem na solução fortemente básica; • Al2O3+ 2OH- + 3H2O → 2[Al(OH)4]- • 2Al(OH)3 → Al2O3+ 3H2O

  12. Eletrometalurgia • Muitos processos usados para reduzir minerais metálicos ou metais refinados são baseados na eletrólise. Coletivamente denominamos de eletrometalurgia, são úteis na produção do sódio, magnésio e alumínio. • Importante para obtenção de metais mais ativos.

  13. Ligação metálica • Mar de elétrons: • Características mostradas no modelo: • Vantagens: • Uma rede de cátions metálicos num “mar” de elétrons de valência; • Elétrons confinados ao metal por atração eletrostática aos cátions; • Elétrons fluem livremente através do metal, pois nenhum elétron é localizado entre dois átomos de metal; • Não possui ligações definidas e mostra facilidade de deformação (maleabilidade e ductilidade).

  14. Ligação metálica • Desvantagens: • Com o aumento do número de elétrons de valência, a força de ligação deveria aumentar, junto com o ponto de fusão; • No entanto os metais do grupo 6B (Cr, Mo, W), que estão no centro dos metais de transição, possuem os maiores pontos de fusão. • Propriedades físicas dos metais: • Alta condutividade térmica; • Alta condutividade elétrica; • Maleáveis ; • Dúcteis ; • Estruturas sólidas.

  15. Ligas • Material que contêm mais de um elemento e têm as propriedades características dos metais. • Podem ser classificadas em: • Ligas de solução; • Ligas heterogêneas; • Compostos intermetálicos.

  16. Metais de transição • Propriedades físicas: • Ocupam o bloco d da tabela periódica; • Crescente importância dos metais de transição antes desconhecidos, devido à sua utilização na tecnologia moderna (exemplo motor de jato).

  17. Química de alguns metais de transição • Ferro (Fe) - Em solução aquosa existem os estados de oxidação +2 (ferroso) e +3 (férrico); - Geralmente aparece em solução aquosa devido ao contato com depósitos de FeCO3, com ajuda do CO2 dissolvido na água: FeCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) Fe2+(aq) + 2 HCO3-(aq) - Na presença de ar, o Fe2+ é oxidado a Fe3+: 4 Fe2+(aq) + O2(g) + 4 H+(aq) 4 Fe3+(aq) + 2 H2O(l) E°=+0,46 V

  18. Conclusão • A metalurgia visa o entendimento das propriedades dos metais para desenvolvimento de novos materiais úteis. • Principais processos: pirometalurgia, hidrometalurgia e eletrometalurgia. • As ligas metálicas são muito empregadas na tecnologia moderna. • A metalurgia atual está desenvolvendo novos métodos que buscam minimizar os impactos sobre o meio ambiente.

  19. Referências Bibliográficas Livros: Brown, Lemay, Bursten. “Química a Ciência Central”. 9ª Edição Mahan Meyers “Química um Curso Universitário” 4ª Edição

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