O documento discute o processo de extração e reciclagem do alumínio, incluindo: 1) O processo Bayer é usado para extrair alumina da bauxita; 2) O processo Hall-Heroult é usado para reduzir a alumina a alumínio primário; 3) A sucata é usada para produzir alumínio secundário através de fornos de reverberatório, rotativos ou de indução.

1. PROCESSO DE EXTRACÇÃO
E
RECICLAGEM
Workshop: “Alumínio, um material com futuro”
Fernanda Margarido
20 de março de 2014

2. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Sumário
1. Considerações sobre a indústria de alumínio
2. Processo de extracção
3. Reciclagem
4. Melhorias tecnológicas
5. Novos processos
6. Pespectivas futuras
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

3. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Al primário
Produção de
ânodos
Exploração
Refinação
Al secundário
Fusão
Vazamento
Processamento da
sucata
Fusão
Vazamento
Laminagem Extrusão Moldação
Fluxograma da indústria de alumínio
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability.John A.S.Green Editor, ASM International, (2007)

4. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Requisitos para a produção sustentável de materiais
 Matérias-primas
• naturais (minérios): bauxite contendo 35 a 55% de Al2O3 (18,9 a 35,1%
de Al), 10 a 24% de Fe2O3 e 2 a 5% de TiO2
• Secundárias : desperdícios da produção industrial (Sucata nova)
produtos em fim de vida (Sucata velha)
 Energia
 Emissões de gases de efeito de estufa
• “equivalente “ anual de emissões de CO2
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

5. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
Energia consumida na produção de lingotes primários e secundários
Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability.John A.S.Green Editor, ASM International, (2007)

6. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Energia dos processos de produção primária e manufactura de produtos de Al
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability.John A.S.Green Editor, ASM International, (2007)

7. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
SUSTAINABLE MATERIALS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd (2012).
Consumo de electricidade na produção primária de alumínio
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

8. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability.John A.S.Green Editor, ASM International, (2007)
Emissões de CO2 na produção primária (por 1000kg de Al)

9. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Requisitos energéticos e emissões no fabrico de uma lata
Fase do Processo Energia (GJ/t) Emissões (tCO2t)
Minério Sucata Minério Sucata
Remoção do
acabamento
7 0,3
Al (liq) 168 7 6,52 0,3
Correção da
composição
química
8
0,3
Fabrico da lata e
revestimento
30 30 1,1 1,1
Total 198 52 7,62 2,0
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
SUSTAINABLE MATERIALS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd (2012).

10. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Repartição de custos na produção de alumínio
SUSTAINABLE MATERIALS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd. (2012)
1. Indústria de Alumínio PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

11. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
 Processo Bayer
O processo Bayer é um processo químico complexo
constituído por 4 etapas básicas - Digestão, Clarificação,
Precipitação e Calcinação – cujo produto final é alumina
purificada.
 Processo electrolítico de Hall-Heroult, em que a alumina é
fundida e reduzida a alumínio
A Partir de Matérias-Primas Naturais – Al primário
2. Processo de extracção PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

12. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Dissolução
Bauxite
Separação da
lama vermelha
Precipitação
Calcinação
Hidróxido de Alumínio
Lama vermelha
(Fe2O3, TiO2)
silicato
Alumina
(Solução de aluminato
de sódio reciclada)
Fluxograma de tratamento do processo Bayer.
2. Processo de extracção PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

13. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
2. Processo de extracção
Processo Hall-Heroult
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

14. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
3. Reciclagem
A Partir de Sucata – Al secundário
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
Percentagem de componentes reciclados na produção de alumínio
Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability.John A.S.Green Editor, ASM International, (2007)

15. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
3. Reciclagem
• Fornos de reverberatório: sucata de composição química
conhecida
• Fornos rotativos:sucata com largo espectro de composição
química
• Fornos de indução: sucata limpa e pequena quantidade
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
Tecnologias

16. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
4. Melhorias tecnológicas PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
SUSTAINABLE MATERIALS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd.
Ânodo com inclinação
 Alimentadores pontuais no centro da célula
 Ânodos inertes: TiB2
 Inclinação dos ânodos
 Cátodos com maior molhabilidade
Células multipolares

17. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
5. Novos processos PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
SUSTAINABLE MATERIALS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd.
 Redução carbotérmica
2 Al2O3 + 9C Al4C3 + 6 CO
Al4C3 + 2 Al2O3 8 Al + 3CO2

18. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
SUSTAINABLE MATERIAS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd.(2012)
 Redução da caulinite
5. Novos processos
3(Al2O3.2SiO2) + 14 C + 21 Cl 6 AlCl3 + 6 SiCl4 + 7CO + 7CO2
3 SiCl4 + 2 Al2O3 4 AlCl3 + 3 SiO2
2 AlCl3 2Al + 3Cl2

19. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Projeções das emissões de CO2 na produção de alumínio (ao ritmo actual
de crescimento
SUSTAINABLE MATERIAlS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd.
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
6. Pespectivas futuras

20. Workshop: “Alumínio, um material com futuro” (20.03.14) Fernanda Margarido
Previsões de produção de alumínio primário e secundário
PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM
6. Pespectivas futuras
SUSTAINABLE MATERIALS with both eyes open , J. Allwood e J. Cullen (2012) UIT Cambridge Ltd.

21. OBRIGADA PELA VOSSA ATENÇÃO.
Fernanda Margarido
20 de março de 2014
Workshop: “Alumínio, um material com futuro”