EXTRAÇÃO DE BAUXITA: ESTEQUIOMETRIA PARA OBTENÇÃO DE ALUMINIO

Amanda Moreira; André Portela; Bruna  Meyer; Giovanna Canolleti

Orientaador: Profa. Rebeca Piumbato Chaparro

FACULDADES OSWALDO CRUZ

Bacharelado em Química

RESUMO : O artigo teve o objetivo de, através do cálculo estequiométrico, demonstrar a quantidade de alumínio que pode ser produzida a partir da rocha bauxita; para isso foi utilizado o  processo de obtenção do alumínio partir da bauxita e suas reações correspondentes, e  assim efetuar os cálculos. Concluiu-se por meio do calculo estequiométrico que se pode determinar a relação entre as quantidades de alumínio dentro do processo.

 PALAVRAS-CHAVE: Bauxita, alumínio, estequiometria.

1 INTRODUÇÃO

A bauxita é um composto mineral que contém diversas concentrações de óxidos de alumínio, sendo eles a gipsita, boemita e diásporo. A mais utilizada na produção de alumínio é a bauxita rica em gipsita pois pode ser refinada a temperaturas mais baixas do que outros materiais que contém a alumina. A sua coloração depende da concentração de ferro em sua composição, pode variar de marrom avermelhada até amarela. É abundante no planeta e normalmente encontrada nas áreas tropicais.

A bauxita é o principal minério do alumínio. O objetivo deste artigo é, através do cálculo estequiométrico, demonstrar a quantidade de alumínio que pode ser produzida na extração da bauxita.  

2 PRODUÇÃO DO ALUMINIO A PARTIR DA BAUXITA

A produção de alumínio se inicia da bauxita, matéria-prima, uma rocha encontrada na maioria das vezes em regiões tropicais e subtropicais do planeta. Essa rocha passa pelo processo de lavagem para retirar argila e em seguida é submetida ao processo de britagem. Então é encaminhada ao refino, onde acontece a dissolução da bauxita em uma solução de hidróxido de sódio e hidróxido de cálcio. Com a solução devidamente filtrada e resfriada, obtém-se a alumina ou óxido de alumínio (Al₂O₃) que irá se transformar em um pó branco. A bauxita possui cerca de 60% de alumina em sua composição. Para se obter o alumínio é necessário a presença de três matérias-primas: a alumina, a eletricidade e o carbono, colocados em uma cuba. A eletricidade circula entre o polo negativo (catodo) e o polo positivo (anodo) ambos feitos com carbono, que reage com o oxigênio da alumina formando gás carbônico (CO₂), deixando, assim, o alumínio puro para ser coletado. Após o alumínio líquido ser coletado o mesmo é fundido e transformado em diversos produtos comerciais.

3 CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO

   A alumina é fundida e nela apresentam íons livres (Equação 1):
Eq. 1 -  2Al₂O_3(l)             4Al³⁺_(l) + 6O^2- _(l)

  O recipiente atua como catodo (polo negativo) onde ocorre a redução dos cátions de alumínio (Equação 2):

Eq. 2 - 4Al_3(l) + 12e^-              4Al_(l)

   Os eletrodos de carbono atuam como anodo (polo negativo) onde ocorre a oxidação dos ions de oxigênio (Equação 3):
Eq. 3 -   6O^2-_(g)                         12e^- + 3O_{2 (g)}

   Esse gás oxigênio formado é liberado e reage com o carbono do eletrodo formando gás carbônico (Equação 4):
Eq. 4 - 3O_2(g) + C_(s)                3CO_2(g)

 Por fim temos a reação global desse processo (Equação 5):
Eq. 5 - 2Al₂O_3(l) + 3C_(s)                 4Al_(l) + 3CO_2(g)

Com a reação global podemos calcular, pela sua estequiométrica, qual a quantidade de alumina necessária para se obter  1g de Alumínio puro:

2 mol alumina............ 4 mol alumínio
2 x 102 gramas.............. 4 x 27 gramas       204 = 108 x Z   temos,  Z = 204/108 = 1,89g
Z gramas.......................1 grama

Sabendo que a bauxita possui cerca de 60% de alumina para que se possa obter  1,89 gramas de alumina é necessário:
100% .............. Y
60%..................1,89 gramas                100 x 1,89 = 60Y  temos, Y = 189/60 =3,15

4 CONCLUSÃO

Conclui-se a partir do estudo e do calculo estequiométrico, que a relação entre uma tal quantidade de alumínio puro é necessário ter cerca de aproximadamente 3 vezes essa quantidade da matéria prima, a bauxita.

5 REFERENCIAS

http://www.abal.org.br/aluminio/cadeia-primaria/ João Bosco Silva-Presidente da Associação Brasileira do Alumínio 

http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/oxidos/bauxita.html - Fábio Braz Machado
http://www.hydro.com/pt/A-Hydro-no-Brasil/Produtos/Bauxita-e-alumina/
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0370-44672001000200003&script=sci_arttext João Bosco Silva-Presidente da Associação Brasileira do Alumínio