A bauxita ou bauxite

Abrasivos Industriais

• A bauxita ou bauxite (pronuncia-se bauchita) é uma mistura natural de óxidos de alumínio, antes considerada mineral. Seu principal componente é o Al2O3. A bauxita contém também sílica, óxido de ferro, dióxido de titânio, silicato de alumínio e outras impurezas em quantidades menores. Os principais hidróxidos de alumínio achados em proporções variadas na bauxita são gibbsita e os isômeros boehmita e diásporo. 

A bauxita é classificada tipicamente de acordo com a aplicação comercial: abrasivos, cimento, produtos químicos, metalúrgicos e material refratário, entre outros. A maior parte da extração mundial de bauxita (aproximadamente 85%) é usada como matéria-prima para a fabricação de alumina, por lixiviação química, método conhecido como processo Bayer. Subsequentemente, a maioria da alumina produzida deste processo de refinamento é, por sua vez, empregada como o matéria-prima para a produção de alumínio metálico pela redução eletrolítica da alumina em um banho de criolita natural ou sintética fundida (Na3AlF6), método conhecido como processo Hall-Héroult. Bauxita é a matéria-prima mais usada na produção de alumina em escala comercial. 

• Outras matérias-primas, como anortosito, alunita, rejeitos de carvão e óleo de xisto, oferecem fontes potenciais adicionais de alumina. Embora pudessem requerer tecnologia nova, a alumina destes materiais não-bauxíticos poderia satisfazer a demanda para metal primário, refratários, substâncias químicas de alumínio, e abrasivos. Mullita sintética é produzida de cianita e sillimanita, substitutos para refratários bauxíticos. Embora mais caros, carbeto de silício e alumina-zircônia substituem abrasivos bauxiticos.

Se fosse um mineral, a bauxita seria o terceiro mineral mais abundante na natureza e mesmo assim tornou-se uma recurso natural muito valorizado. 90% do minério extraído destina-se à fabricação de alumínio, mas o processo continua sendo muito caro, pois são necessárias 5 toneladas de bauxita para produzir 1 tonelada de alumínio.

• Na mineração é necessário um robusto sistema de qualidade para identificar a qualidade da bauxita. Desde o início do processo, na fase de identificação das amostras até a geologia com os furos de sondagem nos futuros platôs, a operação de mina, o processo de beneficiamento do minério e a fase final, que é o embarque do minério nos navios há rigorosos controles de qualidade que envolve a preparação física e a quantificação da bauxita na fase de analise química, com o uso de métodos analíticos próprios da indústria do alumínio e amostras certificadas para garantir a qualidade da análise.É um trabalho complexo e detalhado que assegura a qualidade da bauxita produzida (Geologia, Lavra, Planta de Beneficiamento, Secagem e Embarque)

O processo começa no Laboratório Físico com várias etapas de operações unitárias do tipo britagem, moagem, peneiramento, simulando os processos que ocorrem na mina e planta. Após esta etapa as amostras seguem para o laboratório químico que simula o processo que ocorre nas refinarias, conhecido como processo Bayer em que há o processo de “digestão da bauxita” (processo de extração da bauxita em que consiste separar a alumina aproveitável e a sílica reativa, importante para fazer o alumínio metálico e a quantidade de soda cáustica que será usada na etapa da refinaria).

História:

• O termo bauxita é derivado do nome da aldeia Les Baux de Provence na França meridional, onde foi descoberta em 1821 pelo geólogo Pierre Berthier. Devido ao esgotamento de suas minas de bauxita, a França cessou quase completamente a sua exploração em 1991. As minas francesas eram localizadas em Var, Bouches-du-Rhône e Herault.

Em 2007, a Austrália foi um dos maiores produtores de bauxita, com quase um terço da produção mundial, seguidos pela China, Brasil, Guiné e Índia. Embora a demanda de alumínio esteja aumentando rapidamente, as reservas conhecidas de seu minério de bauxita são suficientes para atender às demandas mundiais de alumínio por muitos séculos. O aumento da reciclagem de alumínio, que tem a vantagem de reduzir o custo de energia elétrica na produção de alumínio, vai preservar consideravelmente as reservas mundiais de bauxita.

A Bauxita

Usos e destinação da bauxita: 

• A bauxita de uso metalúrgico com teor superior a 40% de Al2O3, recuperáveis no processo Bayer, é rota universalmente utilizada para obtenção de alumina (óxido de alumínio) produto intermediário na produção do alumínio primário (metal). 

Historicamente a grande maioria da bauxita comercial é utilizada na metalurgia. Em 2007 a ABAL informa, uma produção total de 25,4 Mt sendo 22,3 Mt de bauxita metalúrgica e cerca de 800 mil toneladas de bauxita de outros usos. O consumo doméstico na metalurgia representa 17,3 Mt com uma importação de 0,4 Mt e exportação de 5,8 Mt. A bauxita metalúrgica produzida pelas empresas situadas no Pará (MRM e VALE) tem destino ao mercado interno e à exportação. Parte da produção da MRN, representa o total das exportações da bauxita do país, 5,8 Mt, com destino principalmente para os EUA, Canadá e países da Europa. A comercializada para o mercado interno tem destinação para as usinas da Alunorte (PA) e da Alumar (MA) da ordem de 12 Mt no ano de 2007. 

• A VALE, com produção em 2007 de 5,0 Mt destina o minério em forma de polpa, através de um mineroduto para a refinaria da Alunorte. A Alunorte a maior refinaria de alumina do mundo com capacidade de 6,3 Mt de alumina, recebe bauxita da MRN, por navios e da VALE por mineroduto, e após processarem a bauxita em alumina fornece este produto para a Albras (PA) e Valesul (RJ) que por sua vez comercializam o alumínio para o mercado externo (Albras) e mercado interno (Valesul). 

A bauxita do sudeste alimenta as usinas da Novelis (Ouro Preto), da Alcoa em Poços de Caldas e da CBA em Alumínio no Estado de São Paulo. A bauxita destas empresas com produção em minas nos municípios de Caldas, Poços de Caldas, Mariana e Cataguases, tem como destino as próprias metalúrgicas das empresas detentoras das minas estas minas estão todas no Estado de Minas Gerais. A bauxita não metalúrgica produzida em Minas Gerais pela Mineração Curimbaba em Poços de Caldas (MG), é transformada pela própria empresa em produtos para o mercado interno e externo. A Indústria Química Cataguases (Cataguases/MG), com fornecimento da Mineração Rio Pomba (1 mina interditada) também utiliza-se desta bauxita para produzir diversos compostos químicos. (sulfato de alumínio, aluminato de sódio, policloreto de alumínio) 

• As minas registradas no Estado de São Paulo destinam a sua produção (150 mt) de bauxita não metalúrgica para o próprio Estado (12%) para Minas Gerais( 88%). Em Santa Catarina (Mineração Pellanda) com produção de 22 mt em 2005 destina esta bauxita para Minas Gerais ( 90%) e uso no próprio Estado.

Ferramentas pneumáticas para o uso de Abrasivos:

• Abrasivos : são substâncias naturais ou sintéticas empregadas para desgastar, polir, ou limpar outros materiais. Alguns ocorrem em veios na crosta terrestre, outros são os próprios minerais formadores das rochas. De acordo com sua origem, podem exibir diferentes graus de consolidação, com propriedades físicas e químicas diversas. O diamante é o abrasivo natural de maior dureza que se conhece. Quando imperfeitos e pequenos, os diamantes são triturados e reduzidos a pó, para operações de polimento e esmerilhamento. Encontram-se dois tipos diferentes: os carbonados ou diamantes negros, sobretudo no estado da Bahia, Brasil; e os borts, na África do Sul.

O homem pré-histórico já conhecia a forma de afiar sua ferramenta, sua arma, trabalhando-a primeiro e esfregando-a com uma pedra depois, para obter um melhor (acabamento). Podemos considerar os manchados pré-históricos dos períodos Paleolítico (pedra lascada) e do neolítico (pedra polida) como dois exemplos disto.

• Aqui temos já uma distinção básica e simplificada dos processos de usinagem. Um processo simples de corte resulta em acabamento grosseiro, arestas marcadas e ângulos bem definidos: Rugosidade elevada. O outro exemplo, o da direita, tem melhor acabamento; tendo sido polido. Desta forma o corte obtido é melhor. Possivelmente esta é uma explicação muito simples, porém pode servir, perfeitamente, como introdução.

Abrasão é definida como a operação de arrancar partículas de um material por esfregamento contra outro material que será quase sempre mais duro do que o primeiro. Esta ação de esfregar uma peça contra outra para modificar a sua forma geométrica, ou afiá-la, pertence ao instinto do homem primitivo. O conhecimento adquirido permitiu ao homem aprimorar constantemente a forma de usar meios Abrasivos. Há 4.000 anos a.C. já era usados pelos egípcios um processo para corte de grandes blocos de pedra, de forma similar ao usado hoje nas marmorarias para o corte de grandes blocos de granito com fios de aço e pó de diamante.

• A areia, a pedra de sílex em tempos pré- históricos, o esmeril usado principalmente na ilha de Naxos no mar Egeu e na Austrália e mais tarde o garnet são os abrasivos historicamente mais representativos. O diamante já era usado na Índia como pó polidor em 800 a.C.

Em 2.000 anos a.C. no Egito já era trabalhado o bronze com uma máquina rudimentar similar a um torno. Provavelmente esta foi a primeira retífica.Os abrasivos sempre estiveram ligados ao desenvolvimento industrial, porém, foi só nos últimos 80 anos que eles apresentaram o máximo crescimento.Fazer uma relação cronológica completa sobre os descobrimentos, inventados e evolução no uso dos abrasivos, seria um pouco difícil e de relativo interesse no contexto deste livro. Porém, de uma forma geral, os fatos mais importantes ocorridos desde o século XIV seriam:

1. 1500- Máquina de afiar (ou amolar) usando um rebolo de pedra talhada a
2. mão (Leonardo da Vinci);
3. 1825- Primeiros rebolos de esmeril e pó de diamante ligados com laca,
4. provavelmente (Índia);
5. 1837- Gaudin (Francês) obteve os primeiros cristais de Alumina;
6. 1850- Primeiros rebolos com liga mineral, oxicloreto de Mg (Magnesita);
7. 1857- Primeiros rebolos ligados com borracha;
8. 1860- Primeira máquina retificadora cilíndrica (Brown-Sharp);
9. 1864- Primeiros rebolos com liga cerâmica (Inglaterra);
10. 1877- Frémy e fiel obtiveram grãos de alumina,* úteis para serem usados
11. como abrasivos;
12. 1891- Moissan (Francês) e o Dr. Acheson (norte-americano) obtiveram, ao
13. mesmo tempo, durante pesquisas para obter diamante artificial, o SiCCarbureto
14. de Silício;
15. 1893- Primeiros rebolos com Carbureto de Silício.

A partir da Revolução Industrial, na Segunda metade do século passando, os progressos foram muito rápidos. Especialmente nos últimos 60 anos, devido aos grandes esforços industriais das Guerras Mundiais, que forçaram as pesquisas, tanto na Europa como nos EUA e Japão. A necessidade de fabricar peças de reposição motivou o aparecimento das tolerâncias dimensionais e criou condições ótimas para o desenvolvimento técnico da indústria dos abrasivos. O crescimento da indústria de automóvel foi um dos grandes propulsores deste desenvolvimento,

• Em 1927 apareceram os primeiros rebolos fabricados com resinas sintéticas como ligante. Esta nova liga permitiu projetar máquinas que qualquer peça. Ótimo, partindo de abrasivos, as operações de retífica, desbaste, corte e outras, ganharam em desempenho.

Novos abrasivos surgiram nos últimos anos. O Óxido de Alumínio branco, o rosa, o rubino e o modificado com Óxido de Vanádio, todos eles para trabalhos em aços especiais e em determinadas operações. Em 1934 apareceu o carbureto de boro que apresentou alguns problemas no seu uso para fabricação de rebolos, embora fosse um produto sintético de altíssima dureza. Em 1957 apareceu no mercado o diamante sintético, produzido pela General Electric Co.(EUA) através de um processo que envole altíssima pressão e temperatura, da mesma forma que a natureza o faz. É evidente que os novos abrasivos ainda têm longo caminho para percorrer, mas estão andando, apesar dos custos elevados.

• O diamante já conquistou mais de 30% do mercado industrial norte-Americano em termos de valor financeiro (1983). As conclusões que disso podemos tirar não merecem mais comentário que o lembrete do custo comparativo do diamante com o Óxido de Alumínio e Carbureto de Silício: umas 2500 vezes mais caro. O consumo mundial de diamantes industriais é de aproximadamente 18 tons./ano (1982).

Por outro lado, os novos abrasivos apresentam algumas limitações técnicas. Por exemplo nas lixas, cujo campo de aplicação principal é na área da madeira e aí não há necessidade de grãos abrasivos superiores. A afinilidade química do diamante pelas ligas ferrosas de cobalto e níquel, no ponto quente de contato rebolo/peça, é uma limitação para mantê-lo fora do grande mercado onde imperar o corindon e o Carbureto de Silício.

• Por enquanto, o custo desse e tipos de abrasivos (CBN, diamante) superiores manteve o uso mais limitado que os abrasivos convencionais. O campo de aplicação dos abrasivos abrange, praticamente, todos o âmbito industrial.

Aspectos Tecnológicos da Mineração de Bauxita: 

• Existe no país um parque produtivo da cadeia do alumínio dos mais avançados no mundo, com tecnologia de ponta tanto na mineração como nos procedimentos de refino (alumina) e redução (alumínio). 

A ABAL em 2007 informa investimentos de R$ 4,1 bilhões (US$2,1 bilhões) principalmente, em expansão da capacidade produtiva, melhoria, inovações tecnológicas e geração de energia elétrica. Entre estes investimentos, contemplam ainda a capacitação e desenvolvimento profissional com R$ 11,4 milhões (US$ 5,8 milhões). Considerando a importância brasileira no mercado internacional e as participações dos principais grupos internacionais na produção da bauxita e cadeia a juzante, a bibliografia consultada não aponta para nenhuma ruptura na tecnologia dos processos, atualmente, utilizados. 

• Nos fluxos tradicionais para a obtenção do alumínio se efetua as etapas de mineração, refinaria e redução. A bauxita é extraída, lavada e secada antes de ser enviada à refinaria onde se produz a alumina. O processo químico denominado “Bayer” é o mais utilizado na indústria da alumina. Neste processo a alumina é produzida desde a entrada do minério, dissolvida, filtrada, cristalizada e calcinada e enviada para a redução para a obtenção do alumínio através de eletrólise pelo processo conhecido como Hall-Héroult.  

As características químicas desejáveis nas bauxitas para o uso em refratários são mais rigorosas, e apenas uma parcela pequena das reservas mundiais e no Brasil são adequadas à indústria de refratários. A limitação do teor de Fe2 O3 de até 3% (base calcinada ) é o limite máximo permitido, o processo de beneficiamento desta bauxita consiste basicamente em três etapas: lavagem para remoção da argila, processamento da fração fina e concentração para remoção da laterita presente no minério.(CETEM, 2001).

Aspectos Ambientais:

• O Perfil do Alumínio (RT 62), indica que todas as unidades de alumínio primário no Brasil estão certificadas pela ISO 9000 (qualidade) e ISO 14001(gestão ambiental). A ABAL informa investimentos na área ambiental no biênio 2006/2007 de R$ 400,0 milhões (US$ 200,0), distribuídos por diversos segmentos como: passivos ambientais, desenvolvimento tecnológico, desapropriação de terras, redução de gases de efeito estufa, reabilitação das áreas exploradas. 

Na mineração o destaque fica por recuperação das áreas mineradas com programas de plantio e técnicas de manejo essenciais para o solo após a lavra. Nas áreas mineradas 85% já foram reabilitadas, segundo informa o órgão representativo das empresas integradas mineração/metalurgia. O restante ainda está em lavra ou são áreas de instalações permanentes. Em pesquisa realizada pelo International Aluminium Institute (IAI) sobre reabilitação de áreas mineradas, em todo o mundo inclusive no Brasil, registrou uma recuperação de 89% à condição original de floresta nativa, sendo o restante utilizado de forma econômica (pasto, plantação). 

• Na gestão de resíduos para evitar-se a contaminação, as áreas destinadas a resíduos de bauxita são impermeabilizadas e a água tratada é devolvida ao ambiente natural. No caso de material sólido as áreas são reabilitadas e monitoradas na superfície e nos aqüíferos. e estão reproduzidas no diagrama de recuperação ambiental. 

A maior mineradora de bauxita no Brasil, responsável por produzir 18 Mt de um total de 25,4 Mt em 2007, informa investimento em programas de preservação tanto nas áreas de atividade operacionais, quanto em áreas próximas de R$ 28,4 milhões (US$14,6 milhões) em 2007. Nos anos de 2005-2007 a preços de 2007 os investimentos médios foram de US$ 13,3 milhões que comparados às receitas líquidas de venda média de US$ 460,7 milhões (preço 2007) nestes mesmos anos, contabilizam cerca de 3% das receitas liquidas. 

• A geração de resíduos quando a bauxita tem que ser decapeada, varia muito entre cada mina, não havendo um limite médio, mas de maneira geral o estéril de cobertura é depositado na cava na qual o minério foi, anteriormente, lavrado. Nas instalações de tratamento, em geral, resulta em cerca de 30% de massa sólida como rejeito de bauxita que é depositado em reservatório em área normalmente já minerada. 

Em algumas situações há possibilidade de recuperação das rochas para brita na construção civil. As informações relativas ao estoque e destinação de resíduos, que eram anteriormente apresentadas ao órgão ambiental na forma e prazo definidos pelo IBAMA, deverão a partir da DN 136/09, serem inseridos diretamente no formulário do inventário de Resíduos Sólidos Industriais por meio eletrônico. (Deliberação Normativa nº 136/09/MG). 

A legislação brasileira em função das exigências compartilhadas por resoluções do Conama exige que cada empresa em todo o território nacional se enquadre na obtenção das licenças ambientais, tais como: 

• LP- Licença Prévia, fase de pesquisa; 
• LI - Licença Instalação fase de concessão da lavra exigida na outorga; 
• LO- Licença de Operação na fase da lavra; 

Dependendo do porte da mineração a possibilidade de Autorização Ambiental de Funcionamento (AAF) no caso do minério de manganês limitado a 50 mil toneladas por ano classificada como de pequeno porte pela resolução MG 74/04.Empresas de mineração associadas ao Instituto Brasileiro de Mineração (IBRAM) estão reivindicando aumento do limite de classificação de 50 para 250 mil toneladas como empreendimento com direito a AAF.

A bauxita e a alumina representam os primeiros dois elos da cadeia de valor 

no caminho para o metal de alumínio