Obtenção do Alumínio ALUMÍNIO

Obtenção do Alumínio Os metais não se encontram de forma pura na natureza, é preciso extrair e posteriormente purificar para obtê-los sem resíduos (impurezas). A bauxita que é o elemento processado para obtenção do alumínio, é encontrada como minério, junto com outros materiais acima chamados de impurezas. A bauxita é extraída de jazidas, por meio de escavação do solo, como na figura a seguir.

A bauxita contém cerca de 40 a 60% de óxido de alumínio (Al2O3) que é o elemento necessário para a produção do alumínio, sendo o resto uma mistura de sílica, vários óxidos de ferro, e dióxido de titânio. O Brasil é muito rico em bauxita, possui a terceira maior reserva do mundo, porém, a bauxita precisa passar por um processo de refinação antes de se tornar alumínio. O processo de refinação mais comum utilizado é o chamado de processo BAYER, onde a bauxita é “banhada” com Hidróxido de sódio (NaOH), a 175°C.

Neste ponto, temos o óxido de alumínio puro (livre de impurezas). Esse processo transforma o óxido de alumínio Al²O³ em Hidróxido de alumínio Al(OH)3 que se dissolve na solução. Os outros elementos não se dissolvem e podem ser filtrados como impurezas sólidas. Logo após, a solução é resfriada, e o hidróxido de alumínio se precipita em um sólido branco 2Al(OH)3. Quando então aquecido à 1050°C, o hidróxido de alumínio se decompõe em alumina (óxido de alumínio), liberando vapor de água no processo. Neste ponto, temos o óxido de alumínio puro (livre de impurezas).

Com o óxido de alumínio purificado, ele precisa passar por um processo de Oxirredução, que é a obtenção de elétrons na molécula de alumínio, para tornar a molécula estável. Para a separação de oxigênio do alumínio, utiliza-se um processo chamado ELETRÓLISE, o qual consiste na separação de elementos químicos de um composto através do uso da eletricidade. A passagem de corrente elétrica na célula eletrolítica promove a redução da alumina (óxido de alumínio), decantando o alumínio metálico no fundo da célula e o oxigênio liberado reage com o ânodo de carbono, formando dióxido de carbono (CO2).

A criolita é um mineral pouco comum, com fórmula química Na3AlF6 (Hexafluoraluminato de sódio),é encontrado apenas na Groenlândia, o que torna o custo do processo utilizando criolita elevado. Por este motivo, utiliza-se o “banho” de Hidróxido de sódio aquecido na purificação do óxido de alumínio.

O óxido de alumínio à 1050 °C possui a combinação Al+³O-² Em química, os elementos com sinal + são as moléculas que precisam de elétrons para tornarem-se estáveis, e o sinal – são as moléculas que possuem elétrons para doação, então: 1 – A alumina é colocada no estado líquido (1050°C) em um tanque de ferro revestido com carbono, esse tanque funciona como cátodo, ligado ao polo negativo do gerador de corrente elétrica; 2 – Os Ânodos (eletrodos positivos) são constituídos de bastões de carbono mergulhados na alumina fundida; 3 – As reações de Oxirredução originam o alumínio puro no cátodo. Este posteriormente vai para o fundo da célula eletrolítica.

ALUMÍNIO Peso específico é de 2,7g/cm³ a 20°C Seu ponto de fusão é de 660°C Boa condutibilidade térmica e elétrica (67% da do cobre). é não magnético e apresenta baixo coeficiente de emissão térmica. Por seu peso relativamente baixo, torna-o de grande utilidade em equipamento de transporte, ferroviário, rodoviário, aéreo e naval. O baixo ponto de fusão, aliado a um elevado ponto de ebulição e à uma grande estabilidade à qualquer temperatura, torna a fusão e a moldagem do alumínio muito faceis. Baixa resistência mecânica. Boa resistência à corrosão. Suas ligas não apresentam tão boa resistência à corrosão.

Com pureza equivalente a 99,5%, utiliza-se em cabos elétricos armados com aço, além de equipamentos variados na indústria química. Com pureza de 99,9%, sua principal aplicação é em artigos domésticos, principalmente para utilização em cozinhas. Os principais elementos que podem ser adicionados ao alumínio para melhorar suas características são: Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn e Ti.