Grade 8
  1. Introdução à Química  1.1. Natureza e alcance da química  1.2. Importância da química na vida diária  1.3. Química e sua relação com outras ciências  1.4. O papel da química na indústria, medicina e meio ambiente  1.5. Investigação científica e métodos experimentais em química
  2. Matéria e suas propriedades  2.1. Definição e classificação da matéria  2.2. Propriedades físicas e químicas da matéria  2.3. Lei da conservação da matéria  2.4. Propriedades Extensivas e Intensivas da Matéria  2.5. Teoria cinética molecular da matéria  2.6. Estados da matéria: sólidos, líquidos, gases, plasmas e condensados de Bose-Einstein  2.7. Alterações de estado e energia estão envolvidas  2.8. Difusão e movimento Browniano
  3. Elementos, Compostos e Misturas  3.1. Definição e diferenças entre elementos, compostos e misturas  3.2. Estrutura Atômica e Número Atômico  3.3. Símbolos e fórmulas químicas  3.4. Tendências na Tabela Periódica (Grupos e Períodos)  3.5. Classificação dos Elementos: Metais, Não Metais e Metalóides  3.6. Elementos de Terras Raras e Metais de Transição  3.7. Tipos de misturas: homogêneas e heterogêneas  3.8. Separação de Misturas Usando Métodos Físicos e Químicos
  4. Técnicas de Separação  4.1. Filtragem, Sedimentação e Decantação  4.2. Evaporação e cristalização  4.3. Destilação e Destilação Fracionada  4.4. Cromatografia e suas aplicações  4.5. Sublimação na purificação de compostos  4.6. O papel da centrifugação nos processos bioquímicos
  5. Estrutura Atômica  5.1. Teoria atômica de Dalton  5.2. Estrutura do átomo: prótons, nêutrons e elétrons  5.3. Modelo atômico de Bohr  5.4. Introduction to Quantum Mechanical Model  5.5. Configuração Eletrônica e Níveis de Energia  5.6. Espectros de excitação e emissão  5.7. Isótopos e suas aplicações
  6. Tabela Periódica e Tendências Químicas  6.1. História e Desenvolvimento da Tabela Periódica  6.2. Modern periodic law  6.3. Periodicidade e tendências nos tamanhos atômicos e iônicos  6.4. Energias de Ionização, Afinidade Eletrônica e Eletronegatividade  6.5. Introdução aos Lantanídeos e Actinídeos  6.6. Aplicação de tendências periódicas em química
  7. Ligações Químicas e Estrutura Molecular  7.1. Tipos de ligações químicas: ligações iônicas, covalentes e metálicas  7.3. Polar and Nonpolar Molecules  7.4. Ligações de hidrogênio e suas aplicações  7.5. Forças intermoleculares: dipolo-dipolo, força de dispersão de London
  8. Reações Químicas e Estequiometria  8.1. Equações Químicas e Balanceamento  8.2. Tipos de Reações Químicas: Combinação, Decomposição, Deslocamento e Redox  8.3. Introdução à estequiometria e ao conceito de mol  8.4. Reagente limitante em equações químicas  8.5. Taxa de reação, catalisador e fatores que afetam a taxa de reação
  9. Ácidos, Bases e Sais  9.1. Definição e Propriedades dos Ácidos e Bases  9.2. Ácidos e Bases Fortes vs. Fracas  9.3. Escala de pH e Cálculo de pH  9.4. Reações de neutralização  9.5. Soluções tampão e sua importância  9.6. Aplicações de Ácidos, Bases e Sais na Vida Diária
  10. Soluções e Solubilidade  10.1. Definição de Solução, Soluto e Solvente  10.2. Fatores que Afetam a Solubilidade  10.3. Unidades de concentração: molaridade e molalidade  10.4. Soluções saturadas, insaturadas e supersaturadas  10.5. Conceito de osmose e osmose reversa  10.6. Propriedades coligativas das soluções
  11. Gases e Leis dos Gases  11.1. Propriedades dos gases  11.2. Introdução aos Gases Ideais e Reais  11.3. Lei de Boyle, Lei de Charles e Lei de Avogadro  11.4. Equação do Gás Ideal e Suas Aplicações  11.5. Aplicação das Leis dos Gases na Vida Real
  12. Termoquímica e transformação de energia  12.1. Energia em Reações Químicas  12.2. Reações Exotérmicas vs. Endotérmicas  12.3. Mudanças de Calor e Entalpia  12.4. Calorimetria e transferência de calor nas reações
  13. Metais e Não-Metais  13.1. Physical and Chemical Properties of Metals and Nonmetals  13.2. Série de reatividade dos metais  13.3. Corrosão e sua prevenção  13.4. Extração de metais de minérios  13.5. Usos dos metais e não metais na vida diária
  14. Introdução à Química Orgânica  14.1. Características do carbono e compostos orgânicos  14.2. Grupos funcionais e sua importância  14.3. Hidrocarbonetos Simples: Alcanos, Alcenos e Alcinos  14.4. Isomerismo em compostos orgânicos  14.5. Introdução aos polímeros e seus usos
  15. Química Ambiental e Sustentabilidade  15.1. Princípios da Química Verde  15.2. Efeitos da Poluição Química nos Ecossistemas  15.3. Chuva ácida e seus efeitos  15.4. Depleção da Camada de Ozônio e Aquecimento Global  15.5. Gestão de Resíduos e Reciclagem na Química

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Extração de metais de minérios


Os metais são incrivelmente importantes para nossas vidas diárias; eles formam a base de nossos transportes, construções, manufatura e muitas outras indústrias. No entanto, esses metais não são encontrados apenas em forma utilizável; a maioria deles é extraída de minerais encontrados na crosta terrestre. Neste guia abrangente, exploraremos os processos de extração de metais de minérios, focando nos processos envolvidos e nos princípios por trás desses métodos.

O que são minérios?

Um minério é uma substância ou rocha natural que contém um composto metálico do qual o metal pode ser extraído de forma econômica e lucrativa. Os minérios geralmente contêm substâncias indesejadas, coletivamente chamadas de ganga. Para usar o metal, os minérios devem ser processados para separar o metal em uma forma que possamos usar.

Exemplo 1: Bauxita é um minério do qual o alumínio é extraído. Ele consiste principalmente de óxido de alumínio (Al 2 O 3). Outros elementos na bauxita incluem óxido de ferro e minerais argilosos.

Estágios da extração de metal de minérios

A extração de metais de minérios envolve várias etapas principais:

  1. Extraído da terra.
  2. É triturado e moído para liberar o mineral metálico da ganga circundante.
  3. Processo de concentração para remover materiais indesejados.
  4. Processo de redução para extrair metal puro.

Técnicas de mineração de metais

A mineração é feita usando uma variedade de métodos, mas dependendo da profundidade do minério, pode geralmente ser classificada em dois tipos:

1. Mineração de superfície

A mineração de superfície, também conhecida como mineração a céu aberto, envolve a remoção de vegetação superficial, solo e possivelmente camadas de rocha para acessar depósitos de minério enterrados. Este método é econômico para depósitos rasos.

Exemplo 2: O minério de ferro é frequentemente extraído por técnicas de mineração de superfície devido à sua grande quantidade e profundidade relativamente rasa.

2. Mineração subterrânea

A mineração subterrânea é usada para depósitos de minério mais profundos, que requerem mais mão de obra e também custam mais devido à infraestrutura necessária, ventilação e medidas de segurança.

Exemplo 3: Metais preciosos como o ouro e a platina são frequentemente extraídos por mineração subterrânea.

Trituração e moagem

Uma vez que o minério é extraído, ele deve passar por um processamento adicional na forma de trituração e moagem para quebrar a rocha que contém o minério em pedaços menores e mais gerenciáveis. Isso aumenta a área de superfície do minério, facilitando a extração do metal dentro dele.

Concentração do minério

A concentração do minério envolve lavar substâncias indesejadas (ganga) do minério metálico. Envolve frequentemente uma combinação de diferentes processos físicos:

Processos físicos

  • Separação por gravidade: utiliza a diferença de densidade entre o minério e os resíduos.
  • Separação magnética: Usa as propriedades magnéticas do metal, se aplicável.
  • Flotação por espuma: Usa diferenças nas propriedades de superfície para separar minerais valiosos de materiais de resíduos.
Exemplo 4: Flotação por espuma na mineração de cobre. Minério finamente moído é misturado com água para formar uma pasta, ar é soprado na mistura, e os minerais de cobre aderem às bolhas e flutuam para a superfície.

Redução: Extração de metal puro

A redução é a etapa final, onde o composto metálico é reduzido ao metal propriamente dito. Três técnicas principais são usadas:

Redução química

Envolve usar agentes redutores como carbono (na forma de coque), hidrogênio ou alumínio para reduzir o composto metálico à sua forma metálica. Um exemplo clássico deste método é a operação de alto-forno.

        Fe 2 O 3 + 3C → 2Fe + 3CO

Aqui, o óxido de ferro(III) é reduzido a ferro usando o carbono como agente redutor.

Redução eletrolítica

Neste processo, a eletricidade é usada para realizar a redução. Metais como alumínio e sódio são extraídos usando essa técnica, que são divididos em duas categorias:

  • Eletrólise de compostos fundidos: Usado na extração de metais muito reativos.
  • Eletrólise de soluções aquosas: para metais que podem ser depositados a partir de soluções à base de água.
        2Al 2 O 3 + 3C → 4Al + 3CO 2

O alumínio é produzido a partir do minério de bauxita e crisotila por redução eletrolítica.

Torstura e calcinação

Esses processos térmicos são usados dependendo da natureza química do minério metálico:

Torragem

Isso envolve aquecer o minério na presença de oxigênio, quando aplicável, para remover impurezas voláteis. Minérios sulfídicos, como zinco e chumbo, muitas vezes passam por um processo chamado torrefação.

        2ZnS + 3O 2 → 2ZnO + 2SO 2

Calcinação

Calcinação envolve aquecer o minério na ausência ou em quantidade limitada de oxigênio, o que ajuda a remover umidade e substâncias voláteis. Nesse processo, os carbonatos são frequentemente convertidos em óxidos.

        CaCO 3 → CaO + CO 2

Métodos metalúrgicos usados para diferentes metais

Métodos específicos foram adotados para a extração de cada metal, dependendo de sua origem, propriedades físicas e químicas e relação custo-benefício.

  • Ferro: Método de alto-forno para extração do minério de ferro.
  • Alumínio: Eletrólise do Minério de Bauxita.
  • Cobre: Flotação por espuma seguida de torrefação e depois eletrólise.

Visualização da extração de metais

Para entender esses processos, imagine uma empresa trabalhando em uma montanha de minério. Inicialmente, máquinas e trabalhadores removem a camada superficial do solo e da vegetação, revelando os pesados depósitos sob a superfície. Grandes caminhões transportam essas rochas para uma instalação de processamento, onde as rochas são esmagadas em pedaços menores. Em seguida, o minério triturado é lavado, filtrado e finalmente sujeito a calor para obter o metal puro.

Mineração Processamento de Minérios

Como já explicamos, extrair metais de minérios é um processo em várias etapas que envolve uma combinação de meios mecânicos, químicos e, às vezes, elétricos para obter metais puros. Embora muitas vezes complexo, entender o processo de extração é importante para compreender como as matérias-primas são transformadas nos metais que são fundamentais para a civilização moderna.


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