O documento resume as características do cobre e suas ligas. Discute o minério de cobre calcopyrita, o processo de lavra e beneficiamento do minério, e as principais ligas de cobre, incluindo latões, bronzes e ligas de cobre-níquel.

1. COBRE
CARACTERISTICAS E LIGAS
Jonas Alves
Larissa Paiva
Thiago Jonas

2. OBJETIVOS
O COBRE E SUAS LIGAS
MINÉRIO DE COBRE: CALCOPIRITA
LAVRA E BENEFICIAMENTO
METAL COBRE E SUAS LIGAS

3. OBJETIVOS
• O objetivo deste presente trabalho é dar um breve resumo sobre o
cobre, um importante metal muito empregado atualmente na
indústria e nos mais diversos campos.
• Com a dependência do mundo de cobre a sua produção têm
aumentado ao longo dos anos e por isto hoje é o terceiro metal
mais utilizado no mundo atualmente. Entre as suas principais
características estão a elevada condutividade elétrica, sendo um
importante aliado na fabricação de materiais elétricos industriais.

4. O COBRE E SUAS LIGAS
A palavra cobre é derivada de “cuprum”, que significa metal
da ilha de Chipre, onde foi descoberto em estado natural
durante a Antiguidade. Atualmente, é obtido a partir de
minérios, sendo os mais divulgados os minérios sulfurados.
Dois destes minérios destacaram-se em primeiro plano:

5. O cobre é um elemento metálico com número atômico 29 e peso
atômico de 63,57. O seu símbolo químico é Cu, e suas valências são +1 e +2.
Não é magnético e pode ser utilizado puro ou em ligas com outros metais que
lhe conferem excelentes propriedades químicas e físicas.
CARACTERÍSTICAS
•Densidade: 8,96 g / cm3 ( 20°C )
•Ponto de fusão: 1083ºC
•Ponto de ebulição: 2595°C
•Coeficiente de dilatação térmica linear: 16,5 x 10 -
•6 cm/cm/°C ( 20°C)
•Resistividade elétrica: 1,673 x 10 -6 ohm.cm
•(20°C)
•Pressão de vapor: 101 mm Hg à 20°C
•Condutividade elétrica: 101 % IACS à 20 °C
•Calor latente de fusão: 50,6 cal/g
•Calor específico: 0,0912 cal/g/°C (20°C)
•Forma cristalina: Cúbica de faces centradas

6. MINÉRIO DE COBRE: CALCOPIRITA
• CALCOPIRITA ou PIRITA DE COBRE
O nome vem da composição de calco + pirita, duas palavras de origem
grega, respectivamente khalkos que significa cobre e purites, que significa
fogo. Esta pedra é conhecida com este nome desde 1725, embora tenha
sido conhecida desde tempos antigos.
FÓRMULA QUÍMICA: CuFeS2 - Sulfeto de Cobre e Ferro.
GRUPO: Sulfetos.
FAMÍLIA: espécie distinta.

7. PROPRIEDADES FÍSICAS
A Calcopirita apresenta-se geralmente em forma massiva ou micro-
granular. Os cristais são bastante raros e quase sempre de pequenas
dimensões e de formas irregulares (pseudotetraédricos). Existem
formações com geminações lamelares. Alguns espécimes podem ser
confundidos com a pirita verdadeira. Outras vezes, pela cor, pode ser
confundida com o ouro.

8. LAVRA E BENEFICIAMENTO
As minas de cobre são classificadas de acordo com o sistema de
exploração.
Da mina sai o minério contendo de 1% a 2% de cobre. Depois de
extraído, britado e moído, o minério passa por células de flotação que
separam a sua parte rica em cobre do material inerte e converte-se
num concentrado, cujo teor médio de cobre é de 30%. Este
concentrado é fundido em um forno onde ocorre a oxidação do ferro
e do enxofre, chegando-se a um produto intermediário chamado
matte, com 60% de cobre.

9. O matte líquido passa por um conversor e, através de um processo de oxidação (
insufla oxigênio para a purificação do metal ), é transformado em cobre blister,
com 98,5% de cobre, que contém ainda impurezas como resíduos de enxofre,
ferro e metais preciosos. O cobre blister, ainda no estado líquido, passa por
processo de refino e, ao seu final, é moldado, chegando ao ânodo com 99,5% de
cobre.

10. Cobre em estado líquido
Produção de cobre

11. Etapas da produção de cobre

13. METALURGIA DO COBRE – PREPARAÇÃO
• É pelo calor que são geralmente tratados o minério de cobre, mas a par da
termometalurgia, existe um processo de extração eletrolítico.
• os minérios são submetidos a uma preparação mecânica que tem por
objetivo enriquecer aqueles, eliminando a ganga. Entre estas
operações, citam-se a moagem, a lavagem e a flotacão.
METALURGIA EXTRATIVA DO COBRE
Os tratamentos térmicos sucessivos para obter cobre são os seguintes:
a) Calcinação do minério (15 a 25%)
b) Fusão para obter uma massa contendo cerca de 25 a 45 % de cobre
c) Refinação ao conversor, a saída do qual aparece o cobre bruto
d) Refinação do cobre bruto

14. METAL COBRE E SUAS LIGAS
• O Cobre e suas ligas são o terceiro metal mais utilizado no
mundo, perdendo apenas para os aços e para o alumínio e suas ligas. Suas
principais características são as elevadas condutividades elétrica e
térmica, boa resistência à corrosão e facilidade de fabricação, aliadas a
elevadas resistências mecânica e à fadiga. São geralmente não
magnéticos. Sua densidade é de 8,94 g/cm³, um pouco acima da do aço, e
sua temperatura de fusão é de 1083 ºC.

15. As peças fabricadas com cobre são unidas mediante soldagem e/ou brasagem. Para
peças decorativas, ligas padrões possuem cores específicas e estão prontamente
disponíveis. Ligas de cobre podem ser polidas e lustradas para quase todas as texturas
desejadas. Podem ser chapeados, recobertos com substâncias orgânicas ou colorações
químicas para atendimento em diversas aplicações.

16. O cobre é normalmente usado em sua forma pura, mas também pode ser
combinado com outros metais para produzir uma enorme variedade de
ligas. Cada elemento adicionado ao cobre permite obter ligas com
diferentes características tais como: maior dureza, resistência à
corrosão, resistência mecânica, usinabilidade ou até para obter uma cor
especial para combinar com certas aplicações. Veja o gráfico abaixo que
relaciona as ligas do Cobre:

17. Gráfico relacionando as ligas de cobre

18. Existem vários tipos de liga de cobre. As ligas de cobre apresentam excelentes
ductilidade a quente e a frio, ainda que um pouco inferiores às do metal puro.
As grandes ligas de cobre são divididas nos grandes grupos:
Cobre comercialmente puro: A característica técnica mais importante para o
cobre puro é a sua condutividade elétrica;
Latões (ligas Cu-Zn): Podem conter até 45% de zinco. Os elementos
Al, Sn, Si, Fe, Mn, Ni, As, P e Pb são usuais neste tipo de liga. O alumínio
aumenta a consistência e a resistência à corrosão. Adições de estanho e silício
garantem melhores propriedades de deformação.
Bronzes (ligas de Cu-Sn): Esta liga é formada por cobre e estanho, cujo
conteúdo de estanho pode chegar a 20%. Os bronzes de estanho têm maior
resistência mecânica que o latão.
Ligas de Cobre-níquel: Esta liga é conhecida como cuproníquel e o conteúdo de
níquel pode variar de 10% a 30%. É utilizada em cultivos
marinhos, moeda, bijuterias, armações de lentes etc.

19. Ligas de Cobre-níquel-zinco: As ligas que normalmente contém entre 45% a
70% de cobre, de 10% a 18% de níquel e o restante constituído por zinco
recebem o nome de alpacas. São utilizados em chaves, equipamentos de
telecomunicações, decoração, relojoaria e componentes de aparelhos óticos e
fotográficos, entre outras aplicações.
Ligas de Cobre-alumínio: Esta liga normalmente contém mais de 10% de
alumínio. É utilizada em peças para embarcações, trocadores de
calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas etc.
Liga de cobre- níquel
Ligas de Cobre-níquel-zinco

21. Composição das ligas de cobre

22. REFERÊNCIAS
http://ge902cobre.wordpress.com/tratamento-e-
beneficiamento/
http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2002-180-00.pdf
http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e02920.html
http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/CesarCanata.pdf
http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/CesarCanata.pd

23. OBRIGADO!