Natureza e meio ambiente ii blog

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Natureza e meio ambiente ii blog

  1. 1. Natureza e Meio Ambiente IIRelevo Rochas e Minerais <br />PLANALTO DA BORBOREMA-PB MACIÇO GRANÍTICO GNAISSE (GRANITO) <br />
  2. 2. Os minerais<br />Mineral é um elemento ou composto químico que aparece naturalmente na crosta terrestre, isto é, que faz parte da própria constituição da crosta.<br />Estão presentes em todos os solos e em todas as rochas ou pedras. Eles ocorrem naturalmente na crosta terrestre.<br />
  3. 3. Os minerais<br />Entre os metais mais utilizados pelos homens estão o ferro, o cobre, o alumínio, o ouro, a prata.<br />Servem de matéria-prima para a fabricação de vários produtos, desde os objetos de uso domésticos: panela de alumínio, garfo de metal, até a construção de automóveis, pontes, navios e aviões.<br />
  4. 4. A origem dos minerais está relacionada às condições físicas do ambiente em que se formaram , como temperatura e pressão, e a fatores de ordem química. <br />Os minerais diferem muito uns dos outros, podendo ser identificados a partir de certas propriedades, como forma geométrica, transparência, brilho, cor, traço, dureza (resistência que o mineral apresenta os ser riscado).<br />Os minerais<br />
  5. 5. OURO<br />
  6. 6. FERRO<br />
  7. 7.
  8. 8. Os minerais<br />Na natureza os minerais não surgem em estado puro, mas associados a outros minerais.<br />Para extrair o mineral que se deseja, é necessário beneficiá-lo, ou seja, apurá-lo ou separá-lo do minério em que se encontra.<br />
  9. 9. Minério<br />Minério é um mineral, ou uma associação de minerais, que pode ser explorado do ponto de vista comercial.<br />Exemplo: hematita, um dos minerais que se extrai o ferro; bauxita, minério de alumínio.<br />
  10. 10. Minério<br />A hematita (Fe2O3), por exemplo, é um mineral com elevada concentração de ferro que pode ser encontrado em rochas como o granito.<br />Com o ferro e os metais de liga são fabricados os diferentes tipos de aço. O alumínio, metal leve, é utilizada em peças de aviões, trens, na fabricação de janelas.<br />
  11. 11. Mineral<br />Desde a Antiguidade o homem vem descobrindo os minerais e seu uso para facilitar a sobrevivência.<br />Há aproximadamente 5000 anos o homem descobriu o cobre. Tal fato representou uma verdadeira revolução tecnológica, possibilitando um grande desenvolvimento para o ser humano.<br />
  12. 12. Mineral<br />Assim da Idade da Pedra para a Idade dos Metais.<br />Os instrumentos de cobre tinham pouca durabilidade, então, posteriormente, o ser humano descobre a possibilidade de misturar o cobre ao estanho, formando uma liga de metais chamada bronze. – Idade do Bronze.<br />
  13. 13. Rochas <br />Agregado de minerais, as rochas podem ser classificadas em magmáticas, metamórficas e sedimentares.<br />Para melhor compreender a origem dessas diferentes tipos de rochas, é importante analisar o ciclo das rochas – processos que ocorrem no interior da Terra (exógenos) e na sua superfície (exógenos).<br />
  14. 14. Rochas Magmáticas<br />O magma, quando solidificado, dá origem às rochas magmáticas.<br />Mesmo existindo uma grande diversidade de rochas magmáticas, os granitos e os basaltos são os mais presentes na superfície terrestre.<br />Os granitos são rochas intrusivas mais claras compostas por minerais mais claros (feldspato, mica e quartzo).<br />Intrusivas: quando o material se solidifica em locais profundos da crosta terrestre. <br />
  15. 15. GRANITO<br />
  16. 16. Rochas Magmáticas<br />Basalto: extrusivas compostas por minerais com coloração mais escura (olivinas, piroxênios).<br />Extrusivo: Magma se solidifica na superfície terrestre, onde as temperaturas são mais baixas.<br />
  17. 17. Quartzo<br />O quartzo é o segundo mais abundante mineral da Terra (aproximadamente 12% vol.), seguindo-se aos feldspatos. Possui estrutura cristalina trigonal composta por tetraedros de sílica (dióxido de silício, SiO2), pertencendo ao grupo dos tectossilicatos. O seu hábito cristalino é um prisma de seis lados que termina em pirâmides de seis lados, embora frequentemente distorcidas e ainda colunar, em agrupamentos paralelos, em formas maciças (compacta, fibrosa, granular, criptocristalina), maclas com diversos pseudomorfos.<br />
  18. 18.
  19. 19.
  20. 20.
  21. 21. Silício<br />O silício (latim: silex, sílex ou "pedra dura") é um elemento químico de símbolo Si denúmero atômico 14 (14 prótons e 14 elétrons) com massa atómica igual a 28 u. À temperatura ambiente, o silício encontra-se noestado sólido. Foi descoberto por Jöns Jacob Berzelius, em 1823. O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, perfazendo mais de 28% de sua massa.[1]Aparece na argila, feldspato, granito, quartzo eareia, normalmente na forma de dióxido de silício (também conhecido como sílica) e silicatos (compostos contendo silício, oxigênioe metais)<br />
  22. 22.
  23. 23. SILÍCIO ( Si )<br />          HISTÓRICO:  O silício elementar foi obtido em 1823 por Berzelius.<br />          OCORRÊNCIA NATURAL:  Não ocorre livre na natureza, mas forma inúmeros minerais - os silicatos - que compõe cerca de 95% da crosta terrestre. Também encontra-se sob a forma de dióxido (SiO2), chamado de sílica.<br />          PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS:  O silício é um semimetal quebradiço e de cor cinza. Sua obtenção no estado elementar pode ser feita de várias maneiras. Uma delas consiste em aquecer o magnésio em presença de sílica:<br />2 Mg + SiO2     2 MgO + Si<br />          Industrialmente, o método preferido é a redução da sílica com carvão, apesar de o produto conter um grau de impureza relativamente elevado:<br />SiO2 + 2 C   Si + 2 CO<br />http://www.reocities.com/Vienna/choir/9201/grupo_iva.htm<br />
  24. 24. Metalurgia<br />É a obtenção dos metais a partir da natureza.<br />Redução de metais a partir de minérios.<br />Na fabrica de Alumínio, por exemplo, parte do minério bauxita como matéria-prima. Após purificação, a bauxita fornece a alumina ou óxido de alumínio, que depois é submetida <br />
  25. 25. Metalurgia<br />Numa fabrica de alumínio parte do minério bauxita como matéria-prima. Após purificação a bauxita fornece a alumina (óxido de alumínio), que, a seguir é submetida a uma reação química adequada, fornecendo, finalmente, o metal alumínio.<br />Na alumina (Al2O3), os átomos do elemento químico alumínio se encontram com carga +3.<br />
  26. 26. Metalurgia<br />a uma reação química adequada fornecendo o metal alumínio. <br />Na alumina (Al2O3), os átomos do elemento químico alumínio se encontram com carga +3.<br />
  27. 27. Metalurgia<br />No alumínio metálico produzido a partir da alumina, que é representado por Al, os átomos de alumínio apresentam carga nula.<br />
  28. 28. Metalurgia<br />Portanto, no processo de obtenção do alumínio a partir de seu minério, ocorre uma reação química na qual há diminuição da carga dos átomos desse elemento, que passa de +3 para zero. <br />Esse processo de diminuição da carga dos átomos durante uma reação química é chamada pelos químicos de redução.<br />
  29. 29.
  30. 30. Metalurgia<br />A tabela apresenta alguns dos principais minerais metálicos e a carga do elemento metálico em cada um deles. Como se pode perceber essa carga é sempre positiva.<br />Na metalurgia – seqüência de processos que visa a obtenção de um elemento metálico a partir de seu minério – ocorre uma reação na qual os átomos do metal, presentes no minério com carga positiva, sofrem redução apresentando carga nula. <br />
  31. 31. Corrosão versus Metalurgia<br />Os metais com o passar do tempo tendem a sofrer o processo de corrosão. O ferro é o exemplo mais conhecido.<br />Uma amostra desse metal, na forma de palha de aço, enferruja da noite para o dia quando umedecida.<br />
  32. 32. Os químicos perceberam que o processo de corrosão de metais consiste numa reação química em que ocorre a oxidação do metal, processo em que a carga dos átomos de ferro é aumentada.(oposto da redução).<br />A corrosão é, portanto, um processo natural que tende a oxidar os metais; exatamente o oposto da metalurgia, que visa reduzi-los.<br />Corrosão versus Metalurgia<br />
  33. 33. Os diversos metais conhecidos apresentam diferentes tendências para sofrer corrosão. Isso, por sua vez, se acha relacionado com a facilidade de reduzi-los a partir do minério.<br />Corrosão versus Metalurgia<br />
  34. 34. Quanto maior a tendência de um metal para sofrer corrosão, maior a dificuldade para obtê-lo a partir do minério, por meio de sua redução.<br />Corrosão versus Metalurgia<br />
  35. 35. Corrosão versus Metalurgia<br />No caso do ferro é como se a natureza preferisse que ele sofresse oxidação e fosse encontrado na crosta terrestre com carga positiva, tomando parte na composição dos minérios.<br />O ser humano utiliza processos químicos para obter sua redução, obtendo ferro metálico.<br />Uma vez obtidos, devem ser tomadas as devidas providencias para que ele não volte a se oxidar (enferrujar).<br />
  36. 36.
  37. 37. Corrosão versus Metalurgia<br />Para isso é que se usa tinta de alta aderência e revestimento com metais menos sujeitos à corrosão.<br />Há ao contrário do ferro metais com baixa tendência a sofrer oxidação como o ouro e a platina.<br />A natureza dá preferência para que fiquem na forma reduzida (metálica), em vez da oxidada. <br />Desse jeito o ouro e a platina são dois metais encontrados na natureza de forma de substâncias simples. Resistiram por milhares de anos sem sofrer corrosão, sendo por isso chamados de metais nobres.<br />
  38. 38. Corrosão versus Metalurgia<br />De forma geral, os químicos associam a nobreza com a baixa capacidade de um metal sofrer oxidação.<br />Quanto menor a facilidade de oxidar, maior a nobreza.<br />
  39. 39. Metalurgia e Nobreza<br />Retomando, metalurgia vai ser o processo para obter um metal a partir de um minério correspondente.<br />Isso vai corresponder a diversas operações que começa na lavra (extração do minério na jazida) e termina no objeto vendido ao consumidor.<br />
  40. 40.
  41. 41. Metalurgia e Nobreza<br />De todas as etapas, a mais delicada é a que envolve a reação química de redução. O grau de dificuldade ara reduzir varia de acordo com a nobreza do metal.<br />De acordo com essa etapa, dividimos os mtais em três grupos: <br />Metais muito nobres:ouro e a platina, não precisa de redução pois já é encontrada como substância simples.<br />
  42. 42. A PRODUÇÃO DE FERRO ENVOLVE REAÇÕES QUÍMICAS ADEQUADAS, JÁ QUE O FERRO NÃO É UM METAL NOBRE.<br />
  43. 43.
  44. 44. Metalurgia e Nobreza<br />Metais Nobres: mercúrio, cobre e prata – encontram-se boa parte na forma simples, mas sua produção industrial vem dos minérios com a etapa de redução de forma fácil, feita por simples aquecimento do minério na presença de oxigênio do ar.<br />Metais pouco nobres: ferro, estanho, zinco e manganês – não são tão fáceis de reduzir. Aqui os minérios devem ser aquecidos na presença de uma substancia chamada de agente redutor.<br />
  45. 45. Metalurgia e Nobreza<br />Os agentes redutores mais usados são o coque (tipo de carvão) e o monóxido de carbono, em alguns casos usam o alumínio metálico.<br />Metais não nobres: alumínio, magnésio e o sódio, são tão difíceis de reduzir que se deve apelar para um método violento, empregando corrente elétrica.<br />Para obter um minério industrialmente é necessário obter uma reação química envolvendo seus minérios. O ramo da metalurgia que faz isso é a siderurgia.<br />
  46. 46. O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />O minério hematita, por exemplo, após o processo de pelotização(tratamento prévio dado a alguns minérios, consiste na moagem até transformá-lo em pelotas, seguida de um aquecimento para eliminar a umidade), executa-se a reação química da hematita com o monóxido de carbono (CO).<br />Isso é feito queimando-se carvão na presença do minério em um forno apropriado. Tanto o minério quanto o carvão são introduzidos pelo topo do forno.<br />
  47. 47. O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />O forno apropriado para queimar carvão é feito de tijolo de cerâmica refratária para resistir ao aquecimento sem sofrer alteração e o topo do forno com chaminé muito alta é chamado de alto-forno.<br />
  48. 48. Assim ocorre a combustão do carvão para fornecer calor para produzir monóxido de carbono que provoca a redução do minério.<br />O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />
  49. 49. Geralmente se utiliza um tipo de carvão específico que é o coque que é obtido por meio do aquecimento da hulha.<br />O oxigênio necessário à queima é suprido por bombas que injetam ar por entradas na base do alto-forno.<br />O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />
  50. 50. COMPANHIA SIDERÚRGICA NACIONAL E ESTRADA DE FERRO CENTRAL DO BRASIL. A FERROVIA É ESSENCIAL PARA REDUZIR O CUSTO DO TRANSPORTE DA MATÉRIA PRIMA E DO AÇO PRODUZIDO.<br />
  51. 51.
  52. 52. Como a temperatura interna é maior do que o ponto de fusão do ferro, ele é produzido no estado líquido. A intervalos regulares é retirado (operação chamada sangria), podendo ser conduzido a moldes dentro dos quais se resfriará, constituindo lingotes sólidos.<br />O produto é chamado de ferro fundido (mesmo depois de solidificado conserva o nome) ou ferro-gusa.<br />O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />
  53. 53.
  54. 54.
  55. 55. O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />No forno, é também introduzido calcário (CaCO3), cuja finalidade é eliminar as impurezas no minério, principalmente a areia (SiO2) e a alumina.<br />A decomposição do calcário produz cal-virgem (CaO), que reage com as impurezas formando produtos (escória), que flutuam no ferro liquido sendo separada.<br />
  56. 56. O que acontece em uma indústria siderúrgica?<br />O alto-forno siderúrgico funciona dia e noite, todos os dias, por vários anos sem parar. Caso haja a necessidade de parar, recolocá-lo em funcionamento é uma operação complicada que pode levar semanas, devido à dificuldade em se atingir e manter as elevadas temperaturas necessárias. Por causa disso, é comum, quando ocorrem greves, a imprensa relatando que uma equipe de operários fica em serviço para alimentar o forno com carvão e manter a temperatura.<br />
  57. 57. Como se fabrica aço?<br />O ferro-gusa contém impurezas de carbono, silício e fosforo. <br />É um material de elevada dureza (resistência do material para ser riscado), mas bastante quebradiço. <br />Após o processo de purificação do ferro-gusa, onde o teor do carbono diminui, resulta no ferro-doce, dotado de alta resistência ao impacto, de flexibilidade, maleabilidade (capacidade de transformar em lâminas) e de ductibilidade (capacidade de transformar em fios)<br />
  58. 58. SIDERÚRGICA ACESITA (MG). UM SISTEMA DE CARROS LEVA O MINÉRIO E COQUE ATÉ<br />A ENTRADA DO ALTO-FORNO (INDICADO PELA SETA).<br />
  59. 59. Como se fabrica aço?<br />Porém é um material de baixa dureza (riscável), indesejável como ferramenta de corte, trilhos, porque desgasta facilmente.<br />O aço é obtido por purificação do ferro-gusa liquido depois de sair do alto-forno. Esse liquido é derramado num recipiente (conversor de oxigênio), onde há um tubo que injeta o gás.<br />A reação desse gás com as impurezas produz óxidos que reagem com a cal virgem introduzida no topo do conversor.<br />
  60. 60. O produto dessa reação (reação) flutua no ferro liquido. <br />Esse é o método mais usado, pela eficiência e rapidez, faz 300 toneladas em 40 minutos<br />Como se fabrica aço?<br />
  61. 61.
  62. 62. Aços Especiais<br />Controlando o teor de carbono, os fabricantes obtém um produto para vários objetos: motores, lataria de automóveis, pregos, arrames, facas entre outros.<br />Por adição de outros elementos, têm-se ligas com propriedades especiais, exemplo, aço inoxidável, uma liga de ferro com níquel e cromo, usada para utensílios domésticos.<br />
  63. 63.
  64. 64. A siderurgia no Brasil<br />Um importante marco na história da siderurgia nacional foi a criação da CSN em 1941, como parte da política do presidente Vargas. <br />Sua localização foi objeto de pesadas críticas por parte dos setores empresariais e políticos de MG, porque queriam a Companhia lá pela proximidade das jazidas.<br />
  65. 65. Porém a escolha foi por Volta redonda, no Rio de Janeiro para favorecer o eixo Rio - São Paulo, se fez justificar por argumentos como a proximidade dos mercados consumidores e a facilidade de transporte de minério proveniente do Quadrilátero por meio da Estrada de Ferro Central do Brasil.<br />A siderurgia no Brasil<br />
  66. 66. A siderurgia no Brasil<br />No que se refere ao carvão necessário à obtenção do ferro, o país não é auto suficiente; depende de exportações .<br />Na década de 50, outras siderúrgicas de grande porte são projetadas: a Cosipa (Companhia Siderúrgica Paulista), em Cubatão. Usiminas, em Ipatinga e na década de 70 foram criadas a Açominas, em Ouro Branco (MG) e a CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão), em Vitória.<br />
  67. 67. Na década de 90 todas as siderúrgicas citadas foram privatizadas .<br />Minas Gerais é o estado brasileiro de maior produção. <br />O país tem sido o oitavo maior produtor mundial de aço e o quinto maior exportador desse material.<br />A siderurgia no Brasil<br />

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