Uma nova forma de encarar a metalurgia

A maior parte dos materiais metálicos é produzida por meio de fundição, na qual há o fornecimento de uma grande quantidade de energia e posterior derretimento do minério que irá dar origem ao metal em questão. Até que elevados graus de pureza sejam atingidos, o material deve passar por mais e mais processos que irão elevando significativamente seu preço final. Além disso, durante o processo há a eliminação para o ambiente de diversos gases que contribuem para o efeito estufa. E se houvesse um processo que dispensasse os gastos energéticos elevados de uma fundição, não produzisse gases de efeito estufa e em uma única etapa transformasse a matéria-prima mineral em metal de elevada pureza?

Estamos no caminho, graças à descoberta recente de cientistas do MIT, totalmente acidental! O grupo procurava desenvolver um novo tipo de bateria líquida, classe de baterias que pode ser carregada inúmeras vezes através do movimento de um fluido armazenador de energia para dentro e para fora de tanques de armazenamento. Durante a etapa de carregamento da bateria, no entanto, o eletrodo de sulfeto de antimônio utilizado nos experimentos quebrou. Com isso, antimônio líquido foi depositado no fundo da bateria, e o enxofre anteriormente ligado ao metal saiu para a superfície na forma pura, como é possível ver na imagem abaixo.

Antimonio
a) Eletrodo original de  sulfeto de antimônio. b) Eletrodo após a quebra sofrida, evidenciando o gás resultante e o metal, o qual atinge uma pureza impressionante de 99,9%. Fonte: Huayi Yin et al.

Como resultado da falha na bateria, os pesquisadores observaram que foi possível produzir antimônio de elevadíssima pureza, 99,9%, através de um processo energeticamente mais eficiente, eletrólise. Além disso, os sulfetos, quando submetidos à fundição tradicional, liberam enxofre que irá contribuir para a chuva ácida, já que liga-se ao oxigênio do ar e forma dióxido de enxofre. Quando esses minerais passam por eletrólise, no entanto, o enxofre liberado permanece puro e contido no topo da célula. Assim, é facilmente coletado e pode ser utilizado para outros processos industriais, por exemplo a fabricação de fertilizantes. Uma outra vantagem, é o fato de a eletrólise garantir a obtenção do metal através de um processo único e contínuo, permitindo que plantas metalúrgicas mais baratas e menores possam ser construídas. Em outras palavras, os ganhos ambientais são consideráveis.

O processo mostrou-se funcional para o antimônio e alguns dos metais economicamente mais importantes: cobre, níquel e ouro. Como próxima etapa, os cientistas estudam a viabilidade do processo ser estendido aos óxidos, já que bons resultados com sulfetos foram obtidos. Caso seja possível, será produzido pelo processo oxigênio puro e este poderá ser estendido a muitos outros metais, já que os óxidos são amplamente utilizados como matéria-prima metalúrgica. A descoberta de um processo similar foi a responsável pela transformação do alumínio de metal mais caro do que a prata há cerca de um século atrás a um metal amplamente empregado em nosso cotidiano, portanto os resultados da pesquisa atual podem ser bastante promissores.

Referências:

YIN, Huayi; CHUNG, Brice; SADOWAY, Donald R. Electrolysis of a molten semiconductor. Nature Communications, v. 7, p. 12584, 2016;

Descoberta por acaso pode revolucionar mineração e metalurgia.

2 thoughts on “Uma nova forma de encarar a metalurgia”

  1. Olá! Gosto muito do site. Gostaria de sugerir que facilitassem o acesso a publicações antigas no site, pois é complicado ter que ficar voltando página por página para ver as matérias antigas. Poderia ter uma opção que mostrasse as publicações feitas por data (mês/ano) para facilitar o acesso. Não sei se é possível para vocês, mas tornaria muito mais fácil e ágil as leituras. Obrigado.

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