DADOS EQUAÇÃO

Discutir com os colegas e responder:

No processo industrial de obtenção de 40 kg de alumínio, são geradas quantas toneladas de CO2?

CÁLCULO

DADOS EQUAÇÃO

Al = 27g/mol 2 AL2O3 + C ------------------------ 4 AL + 3 CO2

CO2 = 12+(16*2)=44g/mol 4*27 + 3*44 = 108g -----------------------------132g

1g= 10^-6 ton 108*10^-6 ton -----------------------132*10^-6 ton

40.000 g -----------------------------------------------X

108*10^-6 X ----------------------5.280.000*10^-6

X = 5.280.000*10^-6/108*10^-6

X = 48.9 kg ou 0.049 ton

Quantos quilos de bauxita são necessários para produzir 40 Kg de alumínio?

CÁLCULO

4000 Kg de bauxita -------------------- 1000 Kg de Alumínio

X -------------------------------------------------- 40Kg de Alumínio

1000X =160000

X = 160000/1000

160kg de bauxita

Como o alumínio metálico é obtido pelo processo Hall-Heroult e pelo processo Bayer?

Processo Bayer

Depois da bauxita ser extraída, o minério passará por vários processos para que se resulta na purificação da alumina depois irá a redução por eletrólise para formação de alumínio em líquido.

O minério começa por um estágio inicial, denominado digestão, num processo de moagem da bauxita e em seguida pela digestão com uma solução cáustica (precipita) de hidróxido de sódio (NaOH), sob temperatura e pressão controladas formando: Al(OH)3(s) + NaOH(aq) → NaAl(OH)4(aq).

A clarificação por ser um das etapas mais importantes. Nela ocorre a separação entre as fases sólida (resíduo insolúvel) por decantação e líquido (licor). Em seguida, ocorre a etapa de precipitação, quando se dá o esfriamento do licor verde: NaAl(OH)4(aq) → Al(OH)3(s) + NaOH)(aq)

A calcinação é a etapa final do processo, quando a alumina é lavada para remover qualquer resíduo do licor, passando, posteriormente, pela secagem. Em seguida, a alumina é calcinada a, aproximadamente,1.000ºC, para desidratar os cristais e formar cristais de alumina putos, de aspecto arenoso e branco. Vale ressaltar que o óxido de ferro 3 não sofre reação no processo, podendo, assim, ser separado: 2Al(OH)3(s) → Al2O3(s) + 3H2O(g)

Figura 1: Desenho do processo Bayer Fonte: www.materia.coppe.ufrj.br

Processo Hall-Heroult

A partir da alumina ocorre o processo de transformação da alumina em alumínio metálico por eletrólise, tendo presença de anodo e catodo compostos de carbono.

O meio em que ocorre o processo é chamado de banho, que é uma solução salina, contendo, em sua maioria, sal de criolita (Na3AlF6) que é um excelente condutor elétrico na estado líquido, fluoreto de Cálcio (CaF2) e fluoreto de Alumínio (AlF3). A alumina é adicionada periodicamente a esta solução enquanto o alumínio metálico decanta formando-se assim um sistema líquido bifásico, uma vez que alumínio e banho são imiscíveis. A temperatura termodinamicamente ideal para o processo fica em torno de 960ºC. Nessa etapa e óxido de alumínio é transformado (reduzido) em alumínio metálico (Al). Basicamente, a reação que ocorre nesse processo é: 2Al2O3 → 4 Al + 3O2.

Figura 2: Desenho esquemático de uma cuba eletrolítica de alumínio

Fonte: Canto, 1996.

Ânodo(+): 2 O2→ O2(g) + 4 e-

Cátodo (-): Al3+ + 3 e- → Al (l)

A reação global é: 2Al2O3 → 4 Al(l) + 3 O2(g). O alumínio líquido é drenado do fundo da célula, moldado e solidificado.

Faça um gráfico tipo pizza para representar o reaproveitamento ou reciclagem do alumínio nos diferentes países no Mundo.

Figura 3: Países que mais reciclam de um total de 18,4 bilhões de latas.

Fontes: Associação Brasileira do Alumínio, Revista Exame e Associação Brasileira dos Fabricantes de Latas de Alta Reciclagem.