Metalurgia do Cobre: Processos Pirometalúrgicos e Hidrometalúrgicos

A metalurgia do cobre é um campo vasto que depende do tipo de minério disponível. Se o minério for sulfeto, utiliza-se a rota pirometalúrgica, que produz ânodos ou cátodos. No caso de minérios óxidos, emprega-se a rota hidrometalúrgica, que produz cátodos diretamente.

Processo Pirometalúrgico do Cobre

O processo de produção de cátodo por via pirometalúrgica é o seguinte:

Fluxograma Pirometalúrgico: Minério → Fundição (Forno) → Conversores → Refino de Ânodo-Fundição → Eletrorefino → Cátodo.

O minério de sulfeto de cobre, com uma lei de 0,5%, precisa ser concentrado por flotação. O concentrado de cobre é recebido na indústria de fundição. A primeira etapa é o forno de fusão, onde o cobre é recuperado, e o enxofre e o ferro são removidos por oxidação. O cobre é depositado no fundo e retirado do forno como um produto chamado matte de cobre, contendo 62% de cobre. Este matte passa para os conversores para aumentar sua riqueza, alcançando 99% de pureza. Em seguida, o material segue para o forno de refino, onde sua concentração aumenta novamente, atingindo 99,9%. Posteriormente, é encaminhado para a roda de fundição, que confere a geometria do ânodo. Os ânodos passam por uma fase final de eletrorefino, onde são produzidos cátodos com 99,99% de pureza.

Processo Hidrometalúrgico do Cobre

O processo de produção de cátodo por via hidrometalúrgica é o seguinte:

Fluxograma Hidrometalúrgico: Minério de Cobre → Lixiviação → Extração por Solventes → Eletrólise → Cátodo.

O minério, proveniente da mina, é primeiramente britado para um tamanho inferior a 10 mm e, em seguida, levado a tanques onde é tratado. Nesses tanques, os minerais de óxidos de cobre e sulfetos secundários são lixiviados por ácido sulfúrico aquoso, resultando em uma solução de sulfato de cobre de baixa concentração. Esta solução, com baixas concentrações de cobre e impurezas, é tratada com um extratante orgânico reativo em um sistema de extração por solventes em contracorrente, produzindo um eletrólito com alta porcentagem de cobre e livre de impurezas. A solução de cobre com alta porcentagem (o eletrólito) é então encaminhada para as células de eletrólise, onde a corrente elétrica faz com que os íons de cobre em solução se depositem sobre os cátodos.

Eletrometalurgia: Conceitos e Aplicações

A eletrometalurgia é uma técnica mais recente, onde a corrente elétrica é utilizada como agente redutor para a obtenção de metais de alta pureza a partir de óxidos. É empregada para purificar metais e ligas e, diferentemente da pirometalurgia, não requer combustível. Pode ser dividida em:

• Eletrólise Ígnea
• Eletrólise em Solução Aquosa