Produção de um metal

Transcrição

1 Produção de um metal Estudo da produção de um filme de cobre através de eletrodeposição Trabalho realizado por: Filipe Paulino Francisco Alçada João Silva Rui Resende Tiago Gonçalves Tiago Pinto Projecto FEUP 2012/2013

2 Exploração Fig. 1 percentagem das melhores produções de cobre em

3 Tipos de minas Mina a céu aberto Mina Subterrânea A mineração a céu aberto é usada quando depósitos de minerais ou rochas comercialmente úteis são encontrados perto da superfície. A maioria dos minérios de sulfuretos é tomada a partir de minas a céu aberto pela perfuração e detonação de explosivos. Neste tipo de mina os minerais estão muito abaixo da superfície, e a espessura dos terrenos de cobertura é grande A mineração subterrânea é menos comum que a mineração a céu aberto. 3

4 Fig.2- Cobre e seus derivados Produção de Cobre 4

5 Extração O cobre puro é raramente encontrado na natureza. O processo de extração do cobre a partir de minérios de cobre varia de acordo com o tipo de minério e a pureza desejada do produto final. O cobre é extraído a partir de dois tipos de minérios diferentes, os minérios de sulfureto e os minérios de óxido. Minérios de óxido Minério de sulfureto Fig.5-Azurite Fig-6 Malaquita Fig.3-Calcocite (Cu 2 S) Fig.4- Calcopirite(CuFeS 2) 5

6 Moagem O minério é fragmentado por enormes moínhos. Fig. 7 Máquinas de moagem 6

7 Concentração Os minerais são concentrados numa pasta que é cerca de 15% de cobre e os resíduos são removidos. Assim que o cobre passa por este processo, pode ser transformado em cobre puro de duas maneiras diferentes: Processo 1; Processo 2. 7

8 Processo 1 Lixiviação O minério de óxido e os resíduos são lixiviados através de uma solução ácido fraco, produzindo uma solução fraca de sulfato de cobre. Fig. 8 Processo de lixiviação 8

9 Processo 1 Eletrólise Quando eletricamente carregada, os iões de cobre depositam-se no cátodo de cobre puro alguns dias depois os cátodos agora são 99% de cobre puro. Fig.9 - esquema da electrólise 9

10 Processo 2 Fundição O cobre passa por vários processos de fundição e purificação. Nesta altura o cobre já se encontra com uma pureza perto dos 99%. Fig.10 Fundição 10

11 Processo 2 Eletrólise Este método repete-se nos dois processos. Fig.11-esquema da Refinação eletrolítica 11

12 Última fase da produção Nesta fase, os cátodos de 99,9% de pureza são enviados para fundições onde podem ser convertidos nos mais variados produtos. Podem ser transformados em fios de arame de qualquer espessura, em lingotes ou em qualquer outro produto. Fig.12 aplicações do cobre 12

13 Propriedades do cobre Eléctrica Ductilidade/maleabilidade 13

14 Propriedade eléctrica A alta condutividade elétrica é ultrapassada pela prata e pelo ouro tornam o cobre mais rentável na utilização para o quotidiano. Fig. 13 cabos e lingotes de cobre 14

15 Maleabilidade/Ductilidade Quanto mais resistentes são os metais, menor é a sua maleabilidade. O cobre é uma exceção, pois é simultaneamente resistente e maleável. A facilidade de manuseamento e a extrema flexibilidade do cobre são características vitais na produção de certos objetos. Fig.14 aplicações do cobre 15

16 Aplicações O cobre abrange vastas áreas tendo assim várias aplicações na vida e no dia-a-dia do ser humano Este elemento manifesta-se no metabolismo vegetal e no metabolismo animal Devido á grande capacidade de condução o cobre é usado em aparelhos elétricos e eletrónicos, no fabrico de tubos de aquecimento, telhados, cabos O cobre é também muito importante como componente de ligas, como as ligas de bronze, de latão e de alpaca. Fig.15 aplicações do cobre 16

17 Actividade experimental Procedimento: Preparar uma solução de 200 ml de sulfato de cobre (CuSO 4 ) com uma concentração de 0,8mol/L e adicionar 5 ml de H 2 SO 4 ; Pesar o cátodo (chapa de outro metal) e anotar o peso inicial; Ligar a fonte de corrente contínua; Regular a tensão para 1,5 V e a medir a corrente; Prender a lâmina de aço com a pinça do fio conector do pólo negativo; Mergulhar no banho eletrolítico; Prender o ânodo, chapa de cobre, com a pinça do fio conector do pólo positivo. Simultaneamente, ligar a fonte de alimentação e acionar o cronômetro. Anotar a intensidade da corrente, quando o indicador luminoso CC acender; Passados 5 minutos, parar o cronômetro, e desligar a fonte no mesmo instante. Anotar o tempo exato em segundos; Usando a pinça metálica, pegar a lâmina que recebeu a deposição, lavar, secar e pesar. Anotar a massa final. 17

18 Resultados: Espessura = 1,5 *10-4 Massa produzida = 0,03 g Área do catodo = 11,05 cm 2 Atividade experimental Fig. 17 Fotografias do dia da atividade experimental 18

19 Conclusão Fig resultados finais após a produção. 19

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