Neste artigo vamos falar sobre o processo do beneficiamento do nióbio, desde a extração do pirocloro até a confecção do Ferronióbio.
O Nióbio é um dos principais insumos brasileiros, o qual se encontra, na terceira ou quarta posição dos metais mais exportados do Brasil dependendo do ano. Descoberto em 1801, o Nióbio é capaz de transformar materiais em soluções mais eficientes e inteligentes.
Como é Feito o Processamento do Nióbio
As etapas do processo podem ser resumidas em:
- Mineração do Pirocloro ou da Columbita
- Concentração de nióbio
- Refino de nióbio
- Produtos de nióbio
Os produtos mais comercializados de nióbio são:
- Concentrados de nióbio: uma base que contém 58% de Nb2O5.
- Liga de ferro-nióbio: contém 65% de nióbio.
- Óxido de alta pureza: utilizado na produção de materiais especiais.
Detalhando o Beneficiamento do Nióbio
Existem muitos materiais que são feitos usando o Nióbio como liga, contudo, o mais conhecido deles é o Ferronióbio, composto por 2/3 de Nióbio e 1/3 de Ferro.
Vamos exemplificar o processo de beneficiamento do Nióbio da CBMM (A Multinacional Brasileira de Exportação de Nióbio) até a sua comercialização como Ferronióbio:
Mineração da Pirocloro, Columbita-Tantalita
A área de escavação em Araxá (MG) possui atualmente 2 km de diâmetro. A exploração é feita em OPEN PIT (ou céu aberto), sem uso de explosivos, apenas escavadeiras. A CBMM não vende o metal bruto, e sim industrializados, usando de tecnologia própria, desenvolvida no brasil ao longo de décadas.
Do material que sai do solo, apenas uma fração, da ordem de 2,5%, é nióbio. Como resultado, a cada 1 tonelada de metal extraído da mina, apenas 15 kg de ferronióbio.
O Pirocloro
O Pirocloro é um mineral da classe dos óxidos, isométrico, de hábito octaédrico, que apresenta dureza relativa de 5 a 5,5 e densidade relativa de 4,5 g/cm3, com cores que variam de preto, castanho avermelhado a amarelado e verde.
Seu nome vem do grego pyr – “fogo” e chloros – “verde”.
A Columbita-Tantalita
Pertence à classe dos óxidos e forma uma série isomórfica na qual o tântalo e o nióbio se substituem em todas as proporções, estando presente em pegmatitos de granito e aluviões. É um mineral ortorrômbico, que possui brilho metálico e cor negro acastanhado, negro do chumbo ou do ferro. Apresenta clivagem perfeita e traço vermelho escuro.
Transporte por Correia Transportadora
O Material é retirado da Área de Mineração através de Correias Transportadoras. Afinal apenas 2,5% do Material Extraído é Nióbio, além de o Nióbio precisar ser sintetizado junto a outros materiais. Então, o custo de produção é alto e precisa ser automatizado para funcionamento constante.
O uso de Correias Transportadoras ajuda no processo da automatização e de constância, dado que é um item de extrema importância em diversas indústrias por propiciar a condução de materiais de um ponto ao outro. Ou seja, a correia transportadora tem a função de carregar o que é movimentado pelo Transportador de Correia (nome dado ao conjunto de HANDLING MACHINERY).
Pátio de Homogeneização de Minério
Após a fase da coleta e do transporte, inicia-se o BLENDING que, torna homogênea a amostra para que as outras etapas de separação do material não sobrecarreguem. Como resultado, temos o Pirocloro separado e os restos vão para uma Barragem de Rejeitos.
Transporte por Correia Transportadora
Novamente se retira o metal e o transporta para as unidades internas de tratamento, usando novamente os Transportadores de Correia.
Vale citar a importância de fazer a manutenção desses equipamentos. Pois, as correias podem facilitar muito o trabalho e diminuir os custos, contudo, quando não são bem cuidadas acabam acarretando em paralização do sistema de produção. Contudo é importante ter a Correia Ideal para o equipamento, e manter a componentes lubrificados além de fazer uma boa manutenção das polias e roletes.
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Unidade de Concentração
Ao chegar na Unidade de Concentração, o pirocloro passa por uma etapa de concentração para elevar o nível de nióbio para 50%. Em suma, isso é feito por processos de separação magnética e de flotação, que retiram elementos indesejados.
Separação magnética é um método de separação de misturas utilizado para separar um ou mais componentes de uma mistura heterogênea formada por sólidos. No entanto, vale ressaltar que ao menos um dos componentes deve apresentar propriedades magnéticas (poder ser atraído por um imã ou um eletroímã).
Já a Flotação é uma técnica de separação de misturas introduzindo bolhas de ar a uma suspensão de partículas. Depois disso, verifica-se que as partículas aderem às bolhas, formando uma espuma que pode ser removida da solução, o que permite separar seus componentes de maneira efetiva.
Unidade de Refino
O pirocloro concentrado, chamado de pentóxido de nióbio (Nb2O5), é refinado em duas fases:
Dentro da primeira fase a Dessulfuração remove o enxofre, cloro e água.
Na segunda a Desfosforação se remove o fósforo e chumbo. O que sobra da origem aos diferentes produtos de nióbio.
Unidade de Metalurgia
A maior parte do Nióbio beneficiado é transformado em ferronióbio. Portanto, para transforma-lo se adiciona alumínio para retirar o oxigênio do concentrado de pirocloro refinado. Depois acrescenta-se o ferro.
Britagem, Empacotamento e Expedição
A britagem é a operação que fragmenta os blocos obtidos, mas como existe uma série de tipos de equipamentos e resultados possíveis, esta operação é repetida diversas vezes, mudando-se o equipamento, até chegar ao material desejado.
Diariamente, se produz cerca de 300 toneladas de produtos finais que saem do complexo industrial de Araxá em sacas, latas e cilindros, que variam de 10 kg a 2 toneladas. Mas cerca de 90% de tudo o que é produzido tem como destino o exterior.
Acerca especificamente do beneficiamento do Nióbio :
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