METALURGIA
Definição Metalurgia é a ciência que estuda e gerencia os metais desde sua extração do subsolo até sua transformação em produtos adequados ao uso. Designa um conjunto de procedimentos e técnicas para extração, fabricação, fundição e tratamento dos metais e suas ligas.
Etapas Extração do minério Purificação do minério Redução do minério Purificação do metal
Termos utilizados Processo pirometalúrgico Processo hidrometalúrgico A redução do minério envolve aquecimento. Processo hidrometalúrgico A redução do minério ocorre em solução aquosa. Siderurgia Metalurgia do ferro. Ustulação Aquecimento de sulfeto em presença de oxigênio.
Ferro Normalmente encontrado na forma de minérios, como hematita (Fe2O3) e pirita (FeS2). A obtenção do ferro a partir de seus minérios ocorre nos alto-fornos, em presença de carbono (carvão).
Ferro
Ferro
Ferro
Ferro gusa É a forma intermediária pela qual passa praticamente todo o ferro utilizado na produção do aço. É um produto de primeira fusão obtido a partir da redução do minério em alto-forno. Contém cerca de 4% de carbono. Suas principais impurezas são silício, fósforo e manganês (cada um deles, contribuindo com, no máximo, 2% da massa total), além do enxofre (até 1%).
Reações químicas no alto-forno 1) Produção de energia e formação de monóxido de carbono (CO): A oxidação do carbono ocorre próximo a entrada de ar (ventaneiras), próximo a base do alto forno: 2C + O2 2 CO + energia 2) Redução do ferro: 3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2 FeO + CO Fe + CO2
Reações químicas no alto-forno 3) Redução do silício, fósforo e manganês Nas temperaturas mais baixas da parte superior do alto forno; ocorre a seguinte reação: 2MnO2 + C 2MnO + CO2 Nas altas temperaturas : 2MnO + C 2Mn + CO2 SiO2 + 2C Si + 2 CO P2O5 + 5C 2 P + 5 CO Esta última reação é incompatível em alto-forno, praticamente todo o fósforo do minério é incorporado no ferro gusa.
Reações químicas no alto-forno 4) Reação da escória (escoriamento): Ca CO3 CaO + CO2 CaO + SiO2 CaSi O3 (escória) As escórias são utilizadas na produção de tijolos, blocos e concretos.
Metais nobres Ouro, prata, mercúrio, cobre. Sofrem redução espontaneamente (0red>0) Normalmente encontrados na forma nativa (livres).
Prata e mercúrio Podem ser obtidos partindo-se de seus sulfetos: Ag2S (argentita) e HgS (cinábrio). Obtidos por ustulação: Ag2S + O2 2 Ag + SO2 HgS + O2 Hg + SO2
Cobre Pode ser obtido por meio da ustulação da calcopirita: CuFeS2.
Cobre Aquecimento do CuS Ustulação 2 CuFeS2 (s) + 3 O2 (g) 2 CuS (s) + 2 FeO (s) + 2 SO2 (g) Aquecimento do CuS CuS (s) + O2 (g) Cu (liq) + SO2 (g)
Alumínio Pode ser obtido por meio da eletrólise da bauxita: Al2O3.xH2O. Processo caro importância da reciclagem.
Alumínio - reciclagem
Metalurgia na prova do ENEM O assunto aparece como contexto em várias questões, especialmente de Eletroquímica, mas não é necessário um conhecimento específico de metalurgia para resolvê-las.
ENEM 2010
ENEM 2009
ENEM 2004
ENEM 2004
ENEM 2003
ENEM 2000