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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia Metalúrgica e Materiais
 
Disciplina: PMT3409 - Metalurgia Extrativa dos Metais Não Ferrosos
Extractive Metallurgy of Non-Ferrous Metals

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2017 Desativação:

Objetivos
Desenvolver nos estudantes conhecimento sobre os métodos para extração de metais não-ferrosos a partir de diferentes fontes minerais, tais como: Ni, Co, Au, Ag, Zn, Mg, Pb, Sn, Al, U, Th, Cu, Zr, Ti e grupo da platina;
Desenvolver nos estudantes conhecimentos sobre a aplicação de balanços de massa e energia, cálculos termodinâmicose cinéticos para a extração de metais não-ferrosos;
Desenvolver habilidades associadas com o desenvolvimento e projeto, operação e otimização de unidades industriais de extração de metais não-ferrosos;
Desenvolver habilidades relacionais com os impactos ambientais, uso de recursos naturais, energia e poluição associados à extração e processamento de metais não ferrosos e estratégias de uso e aplicação destes materiais.
Apresentar os fundamentos científicos e a tecnologia de produção dos principais metais não-ferrosos. Mostrar a fundamentação termodinâmica e cinética dos processos de obtenção de metais não-ferrosos (Ni, Co, Au, Ag, Zn, Mg, Pb, Sn, Al, U, Th, Cu, Zr, Ti e grupo da platina). Introduzir os principais processos comerciais de obtenção e refino dos metais não-ferrosos.
 
To develop students knowledge of current methods to recover base metals from natural ores and man made raw materials (non-ferrous metals, such as: Ni, Co, Zn, Mg, Pb, Sn, Al, U, Th, Cu, Zr, Ti and Pt group); To develop students individual skills at performing relevant heat, mass and thermodynamic calculations for the extraction of base metals; To develop the students decision-making skills as required for the design, improvement, operation and profitability of non-ferrous extractive metallurgical processing; To develop environmental and sustaintability student skills concerning about energy, pollution, environmental impact and world strategy of non-ferrous availability; To present technical and scientific production process of extractive metallurgy based on thermodynamic and kinect calculations of different types of non-ferrous materiais such as: Ni, Co, Au, Ag, Zn, Mg, Pb, Sn, Al, U, Th, Cu, Zr, Ti and Pt group. Showing commercial processes and industrial technologies applied on extractive metallurgy of non-ferrous metals.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
729097 - Flavio Beneduce Neto
 
Programa Resumido
Introdução: importância do tratamento de minérios nos processos de redução e refino dos principais Não - Ferrosos (fontes de materiais não-ferrosos no Brasil);
Produção de Alumínio: Processos Bayer e Deville - Pechiney; processo Hall - Heroult. Refino de alumínio;
Produção de Cobre: Processos de produção de matte de Cu; Conversão de matte de cobre; Refino piro e eletrolítico do "cobre blister";
Produção de Chumbo: Redução carbotérmica de óxido de Pb; refino pirometalúrgico de chumbo de obra; tratamento das crostas Parkes; obtenção de Au e Ag como subprodutos;
Fundamentação termodinâmica e cinética das principais fases de obtenção dos metais, sejam piro, hidro e eletrometalúrgicos;
Produção de Zinco: Processos pirometalúrgicos de redução carbotérmica de óxidos de Zn;
Metais reativos: resumo dos principais processos de produção. Processos de eletrólise ígnea e sais fundidos.
 
Early developments in metal extraction (Introduction, discovery of metals and their importance, important landmarks and uses (nonferrous metals). Sources of nonferrous metals (sources in land and sea, exploration methods, methods of beneficiation, nonferrous metals) and Brazil mineral deposits of non-ferrous minerals; Principles of metals extraction, (thermodynamic principles, homogeneous and heterogeneous, reactions, Ellingham diagrams, Kellogg diagrams , kinetic principles, principles of electro-chemistry, Eh-pH diagrams); Extraction of metals from oxide sources; Extraction of metals from sulphide ores; Extraction of metals from halides, (production of halides and refining methods, production of reactive and reactor metals. Production of precious metals (methods applied for gold, silver and pt. group of metals; Recycling, energy and environmental issues in nonferrous metals extraction; Methods of extraction of metals: Ni, Co, Au, Ag, Zn, Mg, Pb, Sn, Al, U, Th, Cu, Zr, Ti and Pt group.
 
 
Programa
Introdução: importância do tratamento de minérios nos processos de redução e refino dos principais metais não - ferrosos;
Produção de Alumínio: Processos Bayer e Pechiney; processo Hall-Heroult. Refino de alumínio; 
Produção de Cobre: Processos de produção de matte de Cu; Conversão de matte de cobre; Refino piro e eletrolítico do "cobre Blister";
Produção de Chumbo: Redução carbotérmica de óxido de Pb; refino piro-metalúrgico de chumbo de obra; obtenção de Au e Ag como sub - produtos; 
Fundamentação termodinâmica e cinética das principais fases de obtenção dos metais sejam piro, hidro e eletrometalúrgicos;
Produção de Zinco: Processos pirometalúrgicos de redução carbotérmica de óxidos de Zn; metais reativos e refratários: resumo dos principais processos de produção;
Processos de produção vias sais fundidos e eletrólise ígnea; 
Processos de metalurgia extrativa aplicados aos metais do grupo da platina, níquel, cobalto, metais preciosos, metais nucleares, zircônio e titânio;
Uso de diagramas em metalurgia extrativa: Eh-pH; Ellingham, Kellog;
Reciclagem e aspectos ambientais relacionados com a produção de metais não-ferrosos: sustentabilidade, aspectos estratégicos e de segurança.
 
Early developments in metal extraction (introduction, discovery of metals and their importance, important landmarks and uses (nonferrous metals). Sources of nonferrous metals (sources in land and sea, exploration methods, methods of beneficiation, nonferrous metals) and Brazil mineral deposits of non-ferrous minerals; Principles of metals extraction, (thermodynamic principles, homogeneous and heterogeneous, reactions, Ellingham diagrams, Kellogg diagrams, kinetic principles, principles of electro-chemistry, Eh-pH diagrams); Extraction of metals from oxide sources; Extraction of metals from sulphide ores; Extraction of metals from halides, (production of halides and refining methods, production of reactive metals. Production of precious metals (methods applied for gold, silver and pt. group of metals; Recycling, energy and environmental and safety issues in nonferrous metals extraction; Methods of extraction of metals: Ni, Co, Au, Ag, Zn, Mg, Pb, Sn, Al, U, Th, Cu, Zr, Ti and Pt-group.
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas participativas com formação de grupos de trabalho. Aulas Expositivas. Exercícios sobre balanço de massa e energéticos. Seminários.
Critério
MF= 0,30*E + 0,7*(P1 + P2)/2 MF=Média final E=Exercícios e trabalhos Pi = Provas MF >=5 - aprovado 3<= MF <5 - recuperação MF < 3 - reprovado
Norma de Recuperação
Uma prova abrangendo todo o conteúdo ministrado (P). Sendo a nota final da recuperação (REC) calculada da seguinte maneira: (MF + P)/2 = REC REC >= 5 - aprovado REC < 5 - reprovado
 
Bibliografia
     
ROSENQVIST, TERKEL. Principles of Extractive Metallurgy, 2nd Edition, [ISBN-13: 978-8251919227], 2004.
HABASHI, FATHI (Editor). Handbook of Extractive Metallurgy, 4 volumes, [ISBN 3-527-28792-2]. WILEY-VCH, 2500 pages, 1997.
VIGNES, ALAIN.  Extractive Metallurgy 1: Basic Thermodynamics and Kinetics Hardcover, [ISBN-13: 978-1848211605], 2011.
VIGNES, ALAIN. Extractive Metallurgy 2: Metallurgical Reaction Processes Hardcover, [ISBN-13: 978-1848212879], 2011.
VIGNES, ALAIN.   Extractive Metallurgy 3: Processing Operations and Routes Hardcover, [ISBN-13: 978-1848212923], 2011.
SOHN, HONG YONG; WADSWORTH, MILTON E.  Rate Processes of Extractive Metallurgy, [ISBN-10: 1468491199], Edition: Softcover reprint of the original 1st ed. 1979.
CRUNDWELL, FRANK; MOATS, MICHAEL. Extractive Metallurgy of Nickel, Cobalt and Platinum Group Metals, [ISBN-13: 978-0080968094], 2011.
SCHLESINGER, MARK E.; KING, MATTHEW J.  Extractive Metallurgy of Copper, Fifth Edition, [ISBN-13: 978-0080967899], 2011.
KRISHNAMURTHY, NAGAIYAR; GUPTA, C. KUMAR. Extractive Metallurgy of Rare Earths, [ISBN-13: 978-0415333405], 2004.
HENRIQUES, VINICIUS A. RODRIGUES. Titânio no Brasil,  Cd-rom, [ISBN: 978-7737-033-7], 2009.
GAUNE-ESCARD, MARCELLE;   HAARBERG, GEIR MARTIN. Molten Salts Chemistry and Technology, [ISBN-13: 978-1118448731], 2014.
LUMLEY, R.  (Editor). Fundamentals of Aluminium Metallurgy: Production, Processing and Applications, Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering, [ISBN-13: 978-1845696542], 2010.
 

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