PROCESSO DE EXTRACÇÃO

E

RECICLAGEM

Workshop: “Alumínio, um material com futuro”

Fernanda Margarido

20 de março de 2014

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

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)

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

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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)

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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)

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

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)

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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).

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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

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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

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Dissolução

Bauxite

Separação da

lama vermelha

Precipitação

Calcinação

Hidróxido de Alumínio

Lama vermelha

(Fe2O

3, TiO

2)

silicato

Alumina

(Solução de aluminato

de sódio reciclada)

Fluxograma de tratamento do processo Bayer.

2. Processo de extracção PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

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2. Processo de extracção

Processo Hall-Heroult

PROCESSO DE EXTRACÇÃO E RECICLAGEM

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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)

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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

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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

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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

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

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

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.

OBRIGADA PELA VOSSA ATENÇÃO.

Fernanda Margarido

20 de março de 2014

Workshop: “Alumínio, um material com futuro”