19 de outubro de 2017

Fatos. De ida para o futuro com titânio e zircônio.

Por Marco Gonzalez


Aeronave X-51A Waverider configurada para demostração de voo hipersônico (por US Air Force)

O que há no futuro?

No futuro há voos hipersônicos de aeronaves protegidas das altas temperaturas, que precisam suportar, através de um novo tipo de cerâmica cuja construção exige o uso de uma mistura líquida de titânio, zircônio, carbono e boro. E se depender do titânio e do zircônio, há muito mais...

Lá encontraremos próteses ortopédicas com ligas de titânio, zircônio e nióbio, que estão sendo desenvolvidas pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) de São Paulo, em parceria com outras instituições

No futuro, talvez bem próximo, usaremos aparelhos celulares com ligas de titânio e plásticos híbridos, além de materiais metálicos constituídos por ligas de zircônio. 

Daremos preferência a produtos sem obsolescência programada, como facas de cerâmica mais higiênicas e com corte mais eficiente, construídas com dióxido de zircônio, assim como implantes dentários onde o titânio provou ser uma solução mais duradoura, com mais de 40 anos de vida útil.

Lá no futuro teremos energia solar de baixo custo viabilizada pelo uso de nanopartículas de óxido de molibdênio, ferro, titânio e zircônio, com o objetivo de formar um revestimento de tinta orgânica que, ao entrar em contato com a radiação solar, reage quimicamente. 

No presente, 96% dos concentrados oriundos dos minerais de titânio destinam-se à produção de pigmentos para tintas e para a indústria do papel, também havendo aplicações nas indústrias de plástico, borracha, fibras, próteses ósseas e instrumentos cirúrgicos. Já o zircônio tem aplicação nos setores de fundição, de cerâmica e de refratários, além de ser usado em revestimento de retores nucleares e aditivos em aços de alta resistência.

Reservas e produção de titânio

A ilmenita (FeTiO₃) e o rutilo (TiO₂) são as duas fontes naturais mais comuns de titânio em dois tipos de depósitos. Nos depósitos primários, a ilmenita (principalmente) forma camadas e massas lenticulares em rochas ígneas e metamórficas. Nos depósitos secundários, em areias de praia e com teor de dióxido de titânio (TiO₂) mais elevado, a ilmenita pode ser encontrada como partículas arredondadas com 0,1 a 0,2 mm de diâmetro

Os principais estados brasileiros com reservas de titânio são Minas Gerais, Goiás, Bahia, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco e Rio de Janeiro. Agora se inclui nesta lista o Rio Grande do Sul.


Países
Reservas 
Produção
Ilmenita
Rutilo
Ilmenita
Rutilo
(1000 t)
(1000 t)
(1000 t)
(% mundial)
(1000 t)
(% mundial)
Brasil
2.300*
44
81,2
1,2
1,8
0,2
Austrália
170.000
28.000
1.100
16,5
480
62,4
África do Sul
63.000
8.300
1.100
16,5
65
8,4
China
200.000
-
1.000
15
-
-
Canadá
31.000
-
900
13,5
-
-
Vietnã
1.600
-
500
7,5
-
-
Moçambique
14.000
-
500
7,5
-
-
Noruega
37.000
-
400
6
-
-
Índia
85.000
7.400
340
5,1
26
3,4
Madagascar
40.000
-
340
5,1
7
0,9
Ucrânia
5.900
2500
210
3
50
6,5
Serra Leoa
-
-
-
-
120
15,6
Estados Unidos
2.000**
nd
100
1,5
nd
nd
Sri Lanka
-
-
32
0,5
-
-
Outros países
68.300
800
77
1,1
20
2,6
TOTAL
720.100
47.044
6.680,2
100%
769,8
100%
 Reservas e produção de titânio em 2014 (fonte)
(* reserva lavrável, ** ilmenita+rutilo)

A tabela acima apresenta as reservas e a produção de titânio em 2014, quando, no Brasil, o valor das importações foram de US$ 448 milhões e as exportações de US$ 44,3 milhões.

Os municípios produtores no Brasil são, principalmente, Mataraca (PB), São Francisco de Itabapoana (RJ) e Santa Bárbara de Goiás (GO). A Cristal Mineração do Brasil, a partir da Mina Guajú, em Mataraca, responde por quase 90% da produção brasileira de titânio beneficiado. 

Reservas e produção de zircônio

As principais fontes de zircônio são a zirconita (ZrSiO₄) e a badeleíta (ZrO₂). No Brasil, as ocorrências e depósitos de zircônio estão normalmente associadas aos minerais pesados de titânio e de estanho. Os depósitos primários estão relacionados a segregação magmática e a metamorfismo de contato. Os depósitos secundários são do tipo placer, encontrados ao longo do litoral

Os estados brasileiros com maiores reservas de zircônio são Amazonas, Rio de Janeiro, Minas Gerais, São Paulo, Paraíba, Rio Grande do Sul e, com menores quantidades, Tocantins e Bahia. 

Países
Reservas
Produção*
(1000 t)
(t)
(% mundial)
Brasil
2.485**
23.659
1,54
Austrália
51.000
900.000
58,59
África do Sul
14.000
170.000
11,07
China
500
140.000
9,11
Indonésia
nd
120.000
7,81
Moçambique
1.100
56.000
3,65
Índia
3.400
40.000
2,6
Estados Unidos
500
nd
nd
Outros países
4.715
86.341
5,62
TOTAL
78.000
1.540.000
100
Reservas e produção de zircônio em 2014 (fonte)
(* concentrado de zircônio, ** reserva lavrável)
  
A tabela acima apresenta as reservas e a produção de zircônio em 2014, quando, no Brasil, o consumo de zircônio foi de 31.931 t, o valor das importações foram de US$ 28,9 milhões e as exportações de US$ 1,221 milhão.

Em direção ao futuro (ou não)

O Brasil possui as maiores reservas mundiais de titânio, na forma de anatásio, com 440 milhões t (17,7% TiO₂). Localizadas em Minas Gerais e Goiás, estas reservas terão de aguardar o futuro pois necessitam de processos metalúrgicos a serem desenvolvidos para viabilizá-las.

Em depósitos sedimentares constituídos por dunas de deposição recente, a mina Guajú, no município de Mataraca no litoral da Paraíba, produz concentrados de ilmenita e rutilo. Ela tem se mantido a principal fonte de minério de titânio no Brasil, porém está previsto o esgotamento desta jazida neste ano de 2017.

Havia um projeto de uma grande jazida de titânio em Tapira, MG, que foi abandonado em 2016 devido à sua complexidade geológica. 

Quanto ao zircônio (mas não quanto ao Brasil), em 2014, a África do Sul iniciou em janeiro a produção de concentrados não magnéticos de zircão e rutilo do projeto Tormin (vida útil de 4 anos), o Quenia deu início em fevereiro à produção de zircão do projeto Kwale (vida útil de 13 anos), e o Senegal em março começou a produzir zircão no projeto Grande Cote (vida útil de 20 anos). Outros projetos estão em andamento na Austrália, em Madagascar, em Moçambique, na Tanzânia e no Sri Lanka. 

Dentre os distritos brasileiros de minerais pesados, mais recentemente tem se destacado, para titânio e zircônio, a região litorânea do Rio Grande do Sul em São José do Norte, principalmente através do Projeto Retiro. 


São José do Norte (por Scheridon)

Projeto Retiro

O Complexo Minerário Atlântico Sul, contendo depósitos de minerais pesados (essencialmente ilmenita, rutilo e zirconita) é constituído pelas áreas dos Projetos Retiro, Estreito, Capão do Meio e Bujuru.


Complexo Minerário Atlântico Sul (fonte)

Em junho de 2017, a Rio Grande Mineração (RGM) recebeu a Licença Prévia para lavra de titânio e zircônio no chamado Projeto Retiro em São José do Norte, Rio Grande do Sul, em uma área de 30 km de extensão e 1,6 km de largura. A RGM deve investir R$ 800 milhões neste projeto que tem previsão de 30 anos de duração. Serão gerados R$ 70 milhões por ano em impostos, além de cerca de 1.500 empregos na fase de construção e 300 na operação. 

A operação deve iniciar em 2019, com a extração sendo realizada através de dragas convencionais, acompanhadas de uma planta de gravimetria móvel, sendo simultaneamente realizada a recuperação da área lavrada. O minério é seco e separado de formas magnética e eletrostática. Somente a etapa de secagem envolve processo químico, que é o mesmo utilizado para a secagem de soja.




Fluxograma de extração e separação mineral (fonte)



A RGM pretende substituir, quanto ao mercado interno, o suprimento que hoje é realizado pela mina de Mataraca da Paraíba. A produção deverá ser de 319 mil t/ano de minério.



Naturalmente, a lavra de minerais pesados assusta os moradores de São José do Norte, apesar do forte apelo econômico do projeto.


Pescador de São José do Norte, RS, recolhendo sua rede (por Janaina de Lima)

Que São José do Norte aproveite esta carona para o futuro. Espera-se que lá os pescadores possam optar ou não por atividades alternativas originadas do progresso propiciado pela mineração, assim como ocorreu com os benefícios da indústria naval descritos pela prefeitura do município:

"A matriz econômica do Município de São José do Norte passa por um momento de grandes transformações. A cidade, que possuía uma economia fundamentalmente primária, orientada pelas tradicionais atividades de cultivo de cebola, pesca e, mais recentemente, o monocultivo de eucalipto e pinus, tem seu perfil modificado após a introdução da indústria naval como uma das principais atividades da economia nortense, já se apresentando como o segundo setor que mais contrata e o setor responsável por quase toda a criação de postos de trabalho, criando 91% dos novos empregos."

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