[Hidrometalurgia] Aula 13 - Metalurgia do Níquel II

[Hidrometalurgia] Aula 13 - Metalurgia do Níquel II

(Parte 1 de 3)

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Propriedades

São comparáveis com as do Fe, mas bem mais resistente à corrosão e suas características mecânicas se conservam tanto em altas temperaturas quanto em baixas temperaturas.

Apresenta-se em duas formas alotrópicas:

•por fusão Ni1 CFC e •por deposição eletrolítica Ni2 hexagonal compacto.

Peso atômico Temperatura de fusão Densidade Resistência a tração

Ni 57 1445ºC 8,9 35 kg/mm2 Fe 56 1535ºC 7,9 32 kg/mm2

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Minérios de Níquel

Sulfetados:

•Pentlandita – (Ni,Fe)11S10, •geralmente acompanhada de Pirrotita – Fe8S9;

•Calcopirita – CuFeS2. Lateríticos (Oxidados/Silicatados):

•Garnierita – (Ni,Mg)SiO3 . H2O (a garnierita é tida como uma variedade da serpentinita, onde o Ni substitui o Mg).

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Processos de Obtenção

Utilizando-se das tecnologias pirometalúrgica e hidrometalúrgica, existem hoje quatro processos que são avaliados e utilizados pela indústria do níquel.

As atuais tecnologias de processo diferenciamse basicamente pela etapa inicial.

Após a obtenção do sulfeto, todas elas são bastante semelhantes.

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Processos de Obtenção

De acordo com o tipo de minério, a obtenção do níquel pode ser feita pelo:

•Processo Garnier (minérios sulfetados) •FerroNickel Smelting (pirometalurgia)

•Processo Caron (Lixiviação Amoniacal)

•Processo PAL (Pressure Acid Leach)

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Processo Garnier

O processo mais utilizado para o beneficiamento de minérios sulfetados consiste em duas principais etapas.

Na primeira, o minério é submetido a uma concentração (via flotação, no caso de Serra de Fortaleza) que eleva o teor do minério alimentado na planta em até 10 vezes.

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Processo Garnier

Em seguida, ocorre a oxidação do enxofre em fornos flash ou fornos retangulares, proporcionando a obtenção do matte (composto metálico de sulfetos em geral).

A escória resultante segue para tratamento separado em forno elétrico para deposição de sulfetos.

O matte produzido pode ser então comercializado ou seguir para o refino (segunda etapa do processo).

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Processo Garnier

O refino consiste no ataque com ácido sulfúrico para obtenção dos sulfatos solúveis, seguido da extração por solventes (SX) e finalmente a eletrólise para obtenção dos catodos de níquel e cobalto.

Os metais valiosos são precipitados para tratamento em separado.

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Processo Garnier

Parte-se da garnierita briquetada com gipsita

(gesso, CaSO4.2H2O), carvão vegetal e cal como ligante.

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Forma-se a mate Ni3S2 e FeS

Processo Garnier O FeS é ustulado e escorificado:

FeS + 3/2 O2 FeO + SO2

FeO + SiO2 FeSiO3 (escória)

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Processo Garnier

O Ni3S2 obtido pode ser:

•Ustulado a NiO que será reduzido a níquel metálico (redução direta);

•Caso contenha Cu2S deverá ser fisicamente separado dele, pois a conversão a mate do Ni3S2 não daria Ni e sim NiO (TfNi3S2 = 790ºC, TfNiO = 1960ºC),

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