O que é uma planta de fundição?

Uma planta de fundição é um local industrial onde o metal é extraído para o minério bruto. Exemplos comuns de fundição de metal incluem estanho, chumbo, cobre, bronze e ferro. A extração de alumínio puro também é chamada de fundição, embora o processo seja significativamente diferente do dos outros minérios.

Os metais começam sua vida útil como minério. Um minério é geralmente definido como uma rocha, ou grupo de minerais, com potencial valor econômico. O minério não contém apenas o metal de interesse. Por exemplo, o minério de ferro é uma rocha que contém ferro ligado a outros compostos químicos e minerais. A fundição de minério é o processo de remoção do metal de interesse de sua rocha original.

A fundição, como sugere seu som, envolve a fusão parcial do minério. O minério deve ser aquecido em um ambiente oxidante até que os produtos químicos comecem a se mobilizar ou se tornar disponíveis. Certas impurezas podem ser expelidas com o calor e, se o metal de interesse estiver na forma de sulfeto, o calor e a presença de oxigênio podem ser suficientes para convertê-lo em óxido. Não é possível, no entanto, simplesmente derreter o metal do minério.

Além do calor, a fundição também requer um agente redutor. O metal de interesse provavelmente existe como óxido ou será convertido em óxido durante o aquecimento inicial. Um agente redutor suficientemente forte será capaz de converter o óxido em metal puro e em algum produto residual.

Um dos primeiros exemplos de uma planta de fundição foi uma florada, usada por um ferreiro para cheirar minério de ferro. Dentro de uma floração, o minério de ferro é aquecido na presença de carvão vegetal ou combustível de carbono puro e ar em movimento. À medida que o minério é aquecido, o monóxido de carbono do carvão reduz o óxido de ferro.

A reação de fundição dentro de uma floração produz um metal de ferro relativamente puro e dióxido de carbono como produto residual. À medida que o fole sopra através da floração, o dióxido de carbono é evacuado, permitindo que a reação continue. O metal e as impurezas, chamados de escória, caem no fundo do forno à medida que o minério de ferro é reduzido. Normalmente, o ferro é aquecido uma segunda vez para martelar a escória do ferro forjado.

Outra forma inicial de fundição de ferro é o alto-forno, que tem uma história particularmente antiga na China. Em meados de 1800, no entanto, o minério de ferro foi fundido em aço, que é uma forma muito mais pura do metal de ferro. Essa transição industrial para a produção de aço foi possível graças ao desenvolvimento do processo Bessemer, no qual o ar soprado através do ferro fundido é capaz de remover a maioria das impurezas. A partir de 1950, o método dominante de extração encontrado em uma determinada usina de fundição de ferro tornou-se a produção básica de aço com oxigênio (BOS). O BOS aprimora o processo básico de Bessemer soprando oxigênio puro através do ferro fundido, o que melhora drasticamente a eficiência da planta de fundição.

Muitos outros metais sofrem a fundição como método de extração, e muitas das técnicas das várias instalações de fundição e equipamentos de fundição seguem os mesmos princípios básicos. Além disso, a extração de alumínio também é chamada de fundição. As instalações de fundição de alumínio diferem na medida em que estão executando um processo eletrolítico. A corrente elétrica é passada através do criolito líquido derretido, no qual o óxido de alumínio foi dissolvido. A oxidação e redução correspondentes que ocorrem no ânodo e no cátodo elétricos convertem o óxido de alumínio em alumínio puro.