Metalurgia extrativaMetalurgia extrativa é a prática de extração de metal do minério, purificando-o e reciclando-o. A maioria dos metais encontrados na crosta da Terra existe como minerais de óxido de ferro e sulfeto. Estes compostos devem ser reduzidos para liberar o metal desejado. Existem dois métodos de redução: eletrolítica e química.

A redução química pode ser realizada numa variedade de processos, incluindo fundição redutora, um processo de aquecimento de um minério com agente de redução (muitas vezes de coque, ou carvão) e agentes de purificação para separar o metal puro fundido a partir de produtos residuais. Alguns outros processos para a redução química incluem a redução de hidrogênio, autoclave e conversão. Este último, embora não produza o metal puro, necessita de tratamento adicional do seu produto.

A redução eletrolítica envolve a passagem de uma corrente grande através de um óxido de metal fundido ou uma solução aquosa de sal do metal. Por exemplo, o alumínio é eletrolizado a partir da bauxita dissolvida em criolite fundida através de um processo especial.

Antes da redução, é muitas vezes necessário separar os compostos de metal para excluir metais diferentes que contaminam o produto. Existe uma grande variedade de processos de separação: fundição, torrefação oxidativa, lixiviação de conversão, e muitos outros.

Tecnologias extrativistas metalúrgicas são divididas em áreas minerais, tratamento de hidrometalurgia e pirometalurgia. As operações curativas extrativistas metalúrgicas e minerais são divididas em:

– Siderurgia, que inclui redução de minério de ferro em ferro e aperfeiçoamento da liga com outros metais para fazer o aço.
– Metalurgia de não-ferrosos, que inclui todos os outros metais. Isto pode ser ainda dividido em: metais preciosos (recuperação de ouro e prata e os metais do grupo da platina), metais comuns (recuperação de chumbo, zinco, cobre e níquel) e metais leves (recuperação de magnésio, alumínio, estanho e titânio).
– Elementos menores – recuperação de arsênio, o selênio, o bismuto, o telúrio e de antimônio.
– Minerais industriais. Exemplos importantes incluem argilas, areias, silicatos, e areias minerais pesados
– Gemas e minerais preciosos – Recuperação das esmeraldas, diamantes, safiras, rubis, e outros.

Pirometalurgia

O método de pirometalurgia abrange o tratamento de minérios a alta temperatura

Processamento de minérios

O processamento de minérios envolve o uso de processos físicos para manipular o tamanho da partícula de minério, e concentrar os minerais valiosos usando os métodos de separação, com base em propriedades, tais como a densidade, a composição química, propriedades eletrostáticas, magnéticas ou de fluorescência. Um bom exemplo de um processo de separação é a flutuação em espuma.

Também de interesse para o processador de mineral é a separação de sólidos minerais a partir de soluções de água e solução aquosa de espessamento, filtragem e secagem.

Autoclave para hidrometalurgia

Autoclave usada no processo de hidrometalurgia com solução aquosa

Pirometalurgia

O processo de pirometalurgia envolve o tratamento de minérios a alta temperatura para converter minérios de metais primários, ou de compostos intermédios, para a refinação adicional. Fundição, torrefação e conversão são os processos mais comuns pirometalúrgicos.

Um processo de torrefação é utilizado para extrair metais a partir de minérios de sulfureto. Neste processo, o minério é aquecido na presença de oxigênio; o enxofre é oxidado e expulso como dióxido de enxofre. Alguns metais neste processo permanecem sob a forma de sulfureto, enquanto outros metais são transformados em uma forma de óxido. O metal desejado pode ser transformado em qualquer produto.

A fundição oxidativa e a conversão são semelhantes ao processo de torrefação, mas diferem ligeiramente nas variações de temperaturas para promover de fusão do material. Alguns minerais são mais relutantes à oxidação, para que eles permaneçam sob a forma de sulfeto, enquanto outros minerais são completamente oxidados e formam compostos com aditivos, muitas vezes chamados de fluxo. Sulfuretos fundidos e compostos de óxido se dividem em duas camadas por causa dos diferentes pesos específicos.
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Hidrometalurgia

Hidrometalurgia envolve o uso de soluções aquosas para extrair metais ou compostos de seus minérios. Alguns dos processos hidrometalúrgicos incluem lixiviação, a precipitação de compostos insolúveis e a redução de pressão.

A lixiviação é um processo para a dissolução química dos minerais desejados em soluções aquosas. Devido à diferença nas taxas de dissolução, é possível separar os compostos de metais diferentes. Muitas vezes, alguns reagentes oxidantes precisam ser adicionados para promover a lixiviação.