Titânio

1-INTRODUÇÃO

Neste trabalho abordaremos sobre o titânio, com seu processo de fabricação com a geração de suas liga e como podem ser aplicadas.

Tendo uma visão dele no Brasil e mundo com sua fabricação, e reservas.

O processo de reciclagem que acaba tendo uma alteração na sua estrutura e os processos e matérias da reciclagem.

1 - O TITÂNIO

O titânio foi descoberto em 1791, pelo reverendo inglês William Gregor (1761-1817) e sua denominação original faz referência aos titãs, os primeiros filhos da Terra, segundo a mitologia grega.

O titânio é o nono elemento mais abundante na Terra, é um elemento litófilo e apresenta forte afinidade por oxigênio. Apresenta brilho prateado é mais leve que o ferro e apresenta especial resistência à pressão e corrosão. É forte como o ferro, porém 45% mais leve. Por outro lado, é 60% mais pesado que o alumínio, mas duas vezes mais forte (resistente á deformação mecânica).

O titânio é caro devido à dificuldade da extração no estado puro, a partir de seus compostos. As temperaturas elevadas o titânio combina-se com o oxigênio, azoto, hidrogênio, carbono e ferro, pelo que têm de se usar técnicas para fundir e trabalhar este material.

2 - MINERAIS DE MINÉRIO DE TITÂNIO

O titânio está presente em meteoritos e algumas rochas obtidas durante a expedição lunar da Apolo 17 mostraram a presença de 12% de Ti na forma de TiO2. Os minerais que contem óxido de titânio de interesse econômico são: ilmenita, leucoxênio, rutilo e mais recentemente o anatásio e perowskita, todos de origem ígnea.

A ilmenita (FeTiO2) é o mineral de titânio de ocorrência mais comum e abundante.

Apresenta-se na cor preta do ferro, cristalização hexagonal, romboédrica. Teoricamente possui 53% de TiO2 e 47% de Fe; pode conter pequenas quantidades de magnésio e manganês e, em muitos casos, até 6% em peso de Fe2O3. É um mineral opaco, brilho submetálico, dureza entre 5,0 e 6, 0, possui massa específica entre 4,10 e 4,80 g/cm3, pode ser magnética sem aquecimento.

O leucoxênio é geralmente reconhecido como um rutilo ou anatásio em granulometria muito fina, ou mistura dos dois com material amorfo. É um produto de alteração, contendo geralmente acima de 60% de TiO2. Ocorre com titanita, ilmenita, perovskita ou outros minerais de titânio.

O rutilo (TiO2) é um mineral escasso, apresenta-se na cor vermelha e castanha avermelhado a preta, cristaliza-se no sistema tetragonal, tem brilho adamantino a submetálico, dureza 6,00 a 6, 50, massa específica 4,18 a 4,25 g/cm3. É um mineral subtranslúcido, podendo ser transparente, composto quase que essencialmente de TiO2, podendo conter até 10% de impurezas.

O anatásio (TiO2) era um mineral conhecido, até pouco tempo, apenas em termos acadêmicos. Essa situação mudou com a descoberta de importantes ocorrências no Brasil. O anatásio, também conhecido como octaedrita, é um produto de alteração do rutilo e da brookita, cristaliza-se no sistema tetragonal, apresenta-se na coloração castanha no estado natural, contém de 98,4 a 99,8% de TiO2. A massa específica do anatásio é de 3,9 g/cm3, sua dureza varia de 5,5 a 6, 0, tem brilho adamantino.

A perovskita (CaTiO3) é um mineral isométrico, encontrado usualmente nas rochas metamórficas de alto grau ou em rochas ígneas abissais. Apresenta-se nas cores preta, vermelha ou amarela, contendo de 38 a 58% de TiO2, com peso específico 4,01 g/cm3, cristaliza-se no sistema ortorrômbico ou monoclínico, mas pode ocorrer no sistema pseudoisométrico. O Brasil, figura como detentor da quinta maior reserva mundial de ilmenita. Outros importantes depósitos de ilmenita ainda não devidamente avaliados ocorrem ao longo da costa brasileira, na forma de depósitos de placeres de praia ou em terraços marinhos, no litoral do nordeste, sudeste e sul do país.

A reserva medida de minério contido em 2008 totalizava aproximadamente 116 milhões de toneladas. O teor médio das reservas de minério brasileiras era de 17,25% em 2008. Minas Gerais é o estado brasileiro com a maior reserva de minério de titânio com aproximadamente 111 milhões de toneladas em reserva medida de minério contido, seguido pelo estado da Paraíba, com uma reserva de aproximadamente 4 milhões de toneladas, além desses, ainda existem reservas significativas de titânio nos estados de Goiás, Pernambuco e Rio de Janeiro.

As temperaturas elevadas o titânio combina-se com o oxigênio, azoto, hidrogênio, carbono e ferro, pelo que têm de se usar técnicas para fundir e trabalhar este material.

À temperatura ambiente, o titânio tem estrutura cristalina HC (alfa), à temperatura de 883°C se transforma em uma estrutura CCC (beta).

3 - Processo Rota Sulfato

O processo sulfato foi pioneiro no emprego de uma tecnologia comercial para converter concentrados de ilmenita em dióxido de titânio. Uma de suas características é resultar em grande quantidade de sulfato ferroso e em um pigmento de qualidade inferior. Depois de 1996 não tem sido implantadas fábricas baseadas neste processo nos países ocidentais. A China é uma exceção, pois contando com grandes reservas ilmenita, o governo tem incentivado a construção de pequenas unidades industriais em base da rota sulfato.

O processo sulfato utiliza o concentrado de ilmenita como matéria prima e atua em regime semicontínuo. Apresenta maior complexidade que o processo cloreto e um elevado número de operações unitárias. Apresenta um menor custo inicial para a instalação industrial, porém requer mão-de-obra mais numerosa e consome grande quantidade de sucata ou escória de ferro, elementos que resultam no aumento do custo global da produção. Ao contrário do conceito geral, a geração de resíduos não constitui o maior problema das indústrias da rota sulfato, pois o resíduo é composto basicamente de sulfato ferroso, facilmente convertido em sulfato férrico, que possui amplo emprego em diversas indústrias, na alimentação animal e para o tratamento de água.

O real problema das fábricas que utilizam esta rota processual é o seu elevado custo operacional. A separação do titânio do ferro existente no minério, coma formação do sulfato é resultante de