1. Natureza e Meio Ambiente IIRelevo Rochas e Minerais PLANALTO DA BORBOREMA-PB MACIÇO GRANÍTICO GNAISSE (GRANITO)

2. Os minerais Mineral é um elemento ou composto químico que aparece naturalmente na crosta terrestre, isto é, que faz parte da própria constituição da crosta. Estão presentes em todos os solos e em todas as rochas ou pedras. Eles ocorrem naturalmente na crosta terrestre.

3. Os minerais Entre os metais mais utilizados pelos homens estão o ferro, o cobre, o alumínio, o ouro, a prata. 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.

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. 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). Os minerais

5. OURO

6. FERRO

8. Os minerais Na natureza os minerais não surgem em estado puro, mas associados a outros minerais. Para extrair o mineral que se deseja, é necessário beneficiá-lo, ou seja, apurá-lo ou separá-lo do minério em que se encontra.

9. Minério Minério é um mineral, ou uma associação de minerais, que pode ser explorado do ponto de vista comercial. Exemplo: hematita, um dos minerais que se extrai o ferro; bauxita, minério de alumínio.

10. Minério A hematita (Fe2O3), por exemplo, é um mineral com elevada concentração de ferro que pode ser encontrado em rochas como o granito. 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.

11. Mineral Desde a Antiguidade o homem vem descobrindo os minerais e seu uso para facilitar a sobrevivência. Há aproximadamente 5000 anos o homem descobriu o cobre. Tal fato representou uma verdadeira revolução tecnológica, possibilitando um grande desenvolvimento para o ser humano.

12. Mineral Assim da Idade da Pedra para a Idade dos Metais. 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.

13. Rochas Agregado de minerais, as rochas podem ser classificadas em magmáticas, metamórficas e sedimentares. 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).

14. Rochas Magmáticas O magma, quando solidificado, dá origem às rochas magmáticas. Mesmo existindo uma grande diversidade de rochas magmáticas, os granitos e os basaltos são os mais presentes na superfície terrestre. Os granitos são rochas intrusivas mais claras compostas por minerais mais claros (feldspato, mica e quartzo). Intrusivas: quando o material se solidifica em locais profundos da crosta terrestre.

15. GRANITO

16. Rochas Magmáticas Basalto: extrusivas compostas por minerais com coloração mais escura (olivinas, piroxênios). Extrusivo: Magma se solidifica na superfície terrestre, onde as temperaturas são mais baixas.

17. Quartzo 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.

21. Silício 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)

23. SILÍCIO ( Si ) HISTÓRICO: O silício elementar foi obtido em 1823 por Berzelius. 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. 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: 2 Mg + SiO2 2 MgO + Si Industrialmente, o método preferido é a redução da sílica com carvão, apesar de o produto conter um grau de impureza relativamente elevado: SiO2 + 2 C Si + 2 CO http://www.reocities.com/Vienna/choir/9201/grupo_iva.htm

24. Metalurgia É a obtenção dos metais a partir da natureza. Redução de metais a partir de minérios. 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

25. Metalurgia 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. Na alumina (Al2O3), os átomos do elemento químico alumínio se encontram com carga +3.

26. Metalurgia a uma reação química adequada fornecendo o metal alumínio. Na alumina (Al2O3), os átomos do elemento químico alumínio se encontram com carga +3.

27. Metalurgia No alumínio metálico produzido a partir da alumina, que é representado por Al, os átomos de alumínio apresentam carga nula.

28. Metalurgia 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. Esse processo de diminuição da carga dos átomos durante uma reação química é chamada pelos químicos de redução.

30. Metalurgia 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. 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.

31. Corrosão versus Metalurgia Os metais com o passar do tempo tendem a sofrer o processo de corrosão. O ferro é o exemplo mais conhecido. Uma amostra desse metal, na forma de palha de aço, enferruja da noite para o dia quando umedecida.

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). A corrosão é, portanto, um processo natural que tende a oxidar os metais; exatamente o oposto da metalurgia, que visa reduzi-los. Corrosão versus Metalurgia

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. Corrosão versus Metalurgia

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. Corrosão versus Metalurgia

35. Corrosão versus Metalurgia 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. O ser humano utiliza processos químicos para obter sua redução, obtendo ferro metálico. Uma vez obtidos, devem ser tomadas as devidas providencias para que ele não volte a se oxidar (enferrujar).

37. Corrosão versus Metalurgia Para isso é que se usa tinta de alta aderência e revestimento com metais menos sujeitos à corrosão. Há ao contrário do ferro metais com baixa tendência a sofrer oxidação como o ouro e a platina. A natureza dá preferência para que fiquem na forma reduzida (metálica), em vez da oxidada. 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.

38. Corrosão versus Metalurgia De forma geral, os químicos associam a nobreza com a baixa capacidade de um metal sofrer oxidação. Quanto menor a facilidade de oxidar, maior a nobreza.

39. Metalurgia e Nobreza Retomando, metalurgia vai ser o processo para obter um metal a partir de um minério correspondente. Isso vai corresponder a diversas operações que começa na lavra (extração do minério na jazida) e termina no objeto vendido ao consumidor.

41. Metalurgia e Nobreza 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. De acordo com essa etapa, dividimos os mtais em três grupos: Metais muito nobres:ouro e a platina, não precisa de redução pois já é encontrada como substância simples.

42. A PRODUÇÃO DE FERRO ENVOLVE REAÇÕES QUÍMICAS ADEQUADAS, JÁ QUE O FERRO NÃO É UM METAL NOBRE.

44. Metalurgia e Nobreza 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. 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.

45. Metalurgia e Nobreza Os agentes redutores mais usados são o coque (tipo de carvão) e o monóxido de carbono, em alguns casos usam o alumínio metálico. Metais não nobres: alumínio, magnésio e o sódio, são tão difíceis de reduzir que se deve apelar para um método violento, empregando corrente elétrica. Para obter um minério industrialmente é necessário obter uma reação química envolvendo seus minérios. O ramo da metalurgia que faz isso é a siderurgia.

46. O que acontece em uma indústria siderúrgica? 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). 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.

47. O que acontece em uma indústria siderúrgica? 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.

48. Assim ocorre a combustão do carvão para fornecer calor para produzir monóxido de carbono que provoca a redução do minério. O que acontece em uma indústria siderúrgica?

49. Geralmente se utiliza um tipo de carvão específico que é o coque que é obtido por meio do aquecimento da hulha. O oxigênio necessário à queima é suprido por bombas que injetam ar por entradas na base do alto-forno. O que acontece em uma indústria siderúrgica?

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.

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. O produto é chamado de ferro fundido (mesmo depois de solidificado conserva o nome) ou ferro-gusa. O que acontece em uma indústria siderúrgica?

55. O que acontece em uma indústria siderúrgica? No forno, é também introduzido calcário (CaCO3), cuja finalidade é eliminar as impurezas no minério, principalmente a areia (SiO2) e a alumina. A decomposição do calcário produz cal-virgem (CaO), que reage com as impurezas formando produtos (escória), que flutuam no ferro liquido sendo separada.

56. O que acontece em uma indústria siderúrgica? 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.

57. Como se fabrica aço? O ferro-gusa contém impurezas de carbono, silício e fosforo. É um material de elevada dureza (resistência do material para ser riscado), mas bastante quebradiço. 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)

58. SIDERÚRGICA ACESITA (MG). UM SISTEMA DE CARROS LEVA O MINÉRIO E COQUE ATÉ A ENTRADA DO ALTO-FORNO (INDICADO PELA SETA).

59. Como se fabrica aço? Porém é um material de baixa dureza (riscável), indesejável como ferramenta de corte, trilhos, porque desgasta facilmente. 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. A reação desse gás com as impurezas produz óxidos que reagem com a cal virgem introduzida no topo do conversor.

60. O produto dessa reação (reação) flutua no ferro liquido. Esse é o método mais usado, pela eficiência e rapidez, faz 300 toneladas em 40 minutos Como se fabrica aço?

62. Aços Especiais Controlando o teor de carbono, os fabricantes obtém um produto para vários objetos: motores, lataria de automóveis, pregos, arrames, facas entre outros. 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.

64. A siderurgia no Brasil Um importante marco na história da siderurgia nacional foi a criação da CSN em 1941, como parte da política do presidente Vargas. 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.

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. A siderurgia no Brasil

66. A siderurgia no Brasil No que se refere ao carvão necessário à obtenção do ferro, o país não é auto suficiente; depende de exportações . 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.

67. Na década de 90 todas as siderúrgicas citadas foram privatizadas . Minas Gerais é o estado brasileiro de maior produção. O país tem sido o oitavo maior produtor mundial de aço e o quinto maior exportador desse material. A siderurgia no Brasil