Bauxita

O nome “bauxita” é derivado da cidade Le Baux na França onde foi identificada em 1821, pelo geólogo Pierre Berthier. O Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) define: “bauxita é constituída por óxido de alumínio hidratado de composições variáveis”.

Trata-se de uma rocha de coloração avermelhada, rica em alumínio, com mais de 40% de alumina (Al2O3). A proporção dos óxidos de ferro determina a coloração da rocha. Assim, a bauxita branca contém de 2 a 4% de óxidos de ferro, ao passo que na bauxita vermelha essa proporção atinge 25%. A bauxita é a fonte natural do alumínio, o terceiro elemento em abundância na crosta terrestre, depois do oxigênio e do silício. Mesmo com sua elevada abundância, não há notícias acerca da ocorrência de alumínio metálico na natureza. Constata-se sua maior ocorrência na forma combinada com outros elementos, principalmente o oxigênio, com o qual forma alumina.

É importante enfatizar que, na segunda metade do século XIX, quase toda a bauxita era produzida na França e empregada, basicamente, para fins não metalúrgicos. Naquela época, a produção de alumina destinava-se principalmente ao uso como mordente na indústria têxtil. No entanto, com o desenvolvimento do processo Hall-Héroult (1886), a alumina disponível foi, de modo crescente usada na produção de alumínio metálico. Mesmo assim, foi desenvolvido um grupo de aplicações para a bauxita não metalúrgica, no qual incluem-se: abrasivos, refratários, produtos químicos, cimentos de alta alumina, prótese humanas, etc.

1. OCORRÊNCIA NA NATUREZA

A condição essencial à formação da bauxita é a existência de um clima tropical (uma temperatura média anual acima de 20oC), alternando as estações seca e úmida, que favorecem o processo natural de lixiviação. Dessa forma, silicatos e argilominerais são decompostos, há remoção da maior parte da sílica, enquanto os óxidos de alumínio e ferro são concentrados. Desse modo, obtém-se maior taxa de formação de bauxita quando ocorre:

• elevada porosidade na rocha;
• uma cobertura vegetal com adequada atividade bacteriológica;
• topografia plana ou pelo menos pouco acidentada que permita o mínimo de erosão;
• longo período de estabilidade e intensa alteração das condições climáticas, principalmente, as estações seca e umida.

Feldspato plagioclásio é o principal mineral que, facilmente, dá origem à bauxita. Os processos que originam a conversão de minerais silicatados de alumínio presentes na rocha estão descritos a seguir.

Caulinização - É o processo natural de formação do caulim, o qual consiste na alteração de rochas, in situ, característico de regiões de clima tropical (quente e úmido), cujas condições físico-químicas favorecem a decomposição de feldspatos (KAlSi3O8) e de outros aluminos silicatos contidos em granitos e rochas metamórficas. Argilas e folhelhos podem também sofrer alteração para uma mistura constituída de caulinita [Al2Si2O5(OH)4] e quartzo. O que ocorre é uma hidratação de um silicato de alumínio, seguido de remoção de álcalis, conforme a reação:

2KAlSi3O3 + 3H2O Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2KOH 

Em resumo, o processo baseia-se na transição da rocha, consistindo essencialmente de silicatos de alumínio (especialmente, feldspato), para formar minerais de caulinita, como resultado do intemperismo ou alteração hidrotermal.

Laterização - O termo laterita é empregado para o solo cujos componentes principais são os hidróxidos de alumínio e de ferro, onde as águas pluviais removeram a sílica e diversos cátions. Como a rocha é rica em alumina, a laterita que dela provier terá o nome de bauxita, o principal minério de alumínio. A lateritização baseia-se, fundamentalmente, num processo de diagênese resultando no aumento do caráter eletropositivo dos colóides do solo. Quando o processo se completa, tem-se a transformação dos solos em rocha, o laterito.

Bauxitização - Processo de formação da bauxita dessilicatada e, frequentemente, na presença de calcário. Esse processo caracteriza-se pela predominância de óxido hidratado de alumínio associado ao óxido de ferro, sílica remanescente e outras impurezas.

A maior parte das reservas de bauxita no mundo encontram-se localizadas em regiões tropicais e subtropicais. De acordo com informações do International Aluminium Institute (IAI), a bauxita ocorre em três principais tipos de climas: Tropical (57%), o Mediterrâneo (33%) e o Subtropical (10%).

As reservas mundiais conhecidas somam 34 bilhões de toneladas estando perfeitamente adequadas para atender a demanda atual e ao nível atual de produção bruta (280 Mt/ano) suportar a produção por mais de um século. São reservas de bauxita do tipo trihidratadas as encontradas na Guiné, Austrália, China, Brasil, Jamaica e Índia. As bauxitas desse tipo apresentam custos mais baixos na sua transformação em alumina uma vez que requerem pressões e temperatura mais baixas do que as bauxitas do tipo monohidratadas encontradas, por exemplo, na França, Grécia e Hungria.

As reservas cubadas no Brasil apresentam características químicas que se enquadram nos padrões exigidos pelo mercado mundial, tanto para grau metalúrgico como para refratário, o que significa dizer que são excelentes reservas para o padrão internacional. As reservas de bauxita no Brasil estão localizadas em diversos municípios distribuídos por todo o país.

As reservas de bauxita estão distribuídas por 9 (nove) Estados com um total de 3,6 bilhões de toneladas onde 3,3 bilhões são do tipo metalúrgico, ou mais de 90% das reservas totais (medida, indicada e inferida).

Em termo de regionalização o Estado do Pará com 2,7 bilhões detém quase 75% das reservas totais brasileiras, e o Estado de Minas Gerais participa com 16% com 560 milhões de toneladas sendo o restante distribuído por ordem de importância nos Estados do Maranhão, Amapá, Santa Catarina, São Paulo, Rio de Janeiro, Amazonas e Goiás.

Se avaliado por município as reservas estão presentes em dezenas de municípios brasileiros, sendo que o município de Oriximiná (PA) é o município com maior quantidade das reservas conhecidas. Seguem os municípios de Paragominas e São Domingos do Capim também no Estado do Pará.

Separado por tipo de utilização, as reservas do tipo metalúrgico estão nos Estados por ordem de importância, no Pará, Minas Gerais, Maranhão, Rio de Janeiro e São Paulo.

As reservas não metalúrgicas estão no Amapá, no município de Mazagão com 61,4 Mt com 25% destas reservas, em Minas Gerais com 43 Mt e também com a maior quantidade, o Estado do Pará, com 96,0 Mt, com cerca de 40% destas reservas.

As reservas exploradas registraram em 2005, segundo o DNPM, produção distribuída nos Estados do Pará, Minas Gerais, Santa Catarina e São Paulo. Sendo que em Minas Gerais houve produção de bauxita metalúrgica e de bauxita não metalúrgica. As empresas: Novelis do Brasil (Grupo indiano Hindalco), a Cia. Brasileira de Alumínio-CBA (Votorantim), a Cia. Geral de Minas (Alcoa) e a Mineração Curimbaba Ltda., são as principais produtoras no Estado de Minas Gerais.

No Estado do Pará, a bauxita produzida exclusiva do tipo metalúrgico está na Mineração Rio do Norte (MRN) na mina de Oriximiná e na empresa VALE com a mina de Paragominas a partir de 2007.

Nos Estados de Santa Catarina e São Paulo, a bauxita não metalúrgica é explorada com parte do consumo nos próprios Estados e parte para distribuição para Minas Gerais e São Paulo.

Em informação do DNPM, a bauxita foi comercializada em bruto (sem necessidade de beneficiamento) e beneficiada após passar em Usina Tratamento de Minério (UTM), por britagem, lavagem e secagem, resultando na bauxita comercial, a qual tem como principal destino de utilização as usinas de refino para a produção de alumina e uso não metalúrgico. O registro do DNPM para 2005, acusa produção comercializada de 22,5 milhões de toneladas (Mt), sendo 97% de bauxita metalúrgica. Por região 80% da bauxita metalúrgica foi comercializada no Estado do Pará e 20% em Minas Gerais. A bauxita não metalúrgica (600 mil toneladas) tem o Estado de Minas Gerais como o principal participante com 80%, sendo o restante comercializado pelo Estado de Santa Catarina e por São Paulo.

A produção de bauxita metalúrgica no Pará tem como destino o próprio estado que historicamente consome 40% no refino de alumina na Alumina do Norte do Brasil S/A (Alunorte), 23% para vai para o Estado do Maranhão para refino na Alumar (consórcio de Alcan, Alcoa e BHP Billiton), e 32% ao mercado externo.

A bauxita metalúrgica de Minas Gerais atende ao consumo da Alcoa (Poços de Caldas) e da Novelis (Ouro Preto) e abastece a CBA no município de Alumínio em São Paulo. A bauxita não metalúrgica da Mineração Rio Pomba abastece a Ind. Química Cataguases para a produção de sulfato de alumínio e as minas da Mineração Curimbaba abastecem as unidades fabris da própria empresa.

O potencial brasileiro de bauxita tende a manter a distribuição regional para os próximos anos como o perfil atual, considerando a quantidade de áreas em pesquisa (prospectos) existente atualmente. Segundo o DNPM são 1019 áreas em fase de pesquisa (Alvará de Pesquisa), para alumínio, bauxita e minério de alumínio, sendo 42% no Estado do Pará, 30% no Estado de Minas Gerais, 10% no Estado do Amazonas e 6% no Estado de Bahia, existindo ainda algumas áreas em pesquisa no Rio de janeiro (6 alvarás), no Maranhão(4 alvarás), e um alvará em Santa Catarina).

Esta áreas em pesquisa pertencem em grande número às empresas já em atividade, como também a novos pretendentes com numerosas áreas como a Rio Tinto Desenvolvimento Minerais Ltda, a Docegeo Mineração, a TPI Molplastic Ltda, a OMNIA Minérios S.A.,a BHP Billiton Metais S.A., a Potássio do Brasil S.A. e Reynaldo Guazzelli Filhos entre outras. (Cadastro Mineiro, site DNPM).

A localização das principais minas de bauxita em relação aos principais clientes refinarias de alumina e fundição de alumínio primário estão mostradas na Ilustração 1.

Ilustração 1 – MAPA LOCALIZAÇÃO MINAS DE BAUXITA – BRASIL

Fonte: Abal

A principal jazida de bauxita encontra-se na serra do Oriximiná, no Pará. A bauxita é o minério do qual se extrai o alumínio, muito utilizado na fabricação de eletrodomésticos, materiais elétricos e também na construção civil, em razão de ser um material inoxidável.

2. PRINCIPAIS EXPLORADORES

Em 2007, a Austrália foi um dos maiores produtores de bauxita, com quase um terço da produção mundial, seguidos pela China, Brasil, Guiné e Índia. Embora a demanda de alumínio esteja aumentando rapidamente, as reservas conhecidas de seu minério de bauxita são suficientes para atender às demandas mundiais de alumínio por muitos séculos. O aumento da reciclagem de alumínio, que tem a vantagem de reduzir o custo de energia elétrica na produção de alumínio, vai ampliar consideravelmente as reservas mundiais de bauxita.

Tabela 1 - Wikipédia (2012).

O Brasil é o terceiro maior produtor de Minério de Bauxita com produção em 2008 de 25 milhões de ton., o que significa 13% da produção mundial, que foi de 205 milhões de ton. A Austrália é líder em produção, com 63 milhões de ton. em 2008, que correspondem a 33% da produção global, seguida da China com 17%.

Principais empresas produtoras no Brasil: MRN 70%, CBA 12%, Vale 12% e outros 6%. No Brasil os principais Estados produtores são: PA (85%), MG (14%) e outros (1%)

Principais empresas produtoras no mundo: Comalco, Alcan, Alcoa, RioTinto e BHP na Austrália, Chalco na China, CVG na Guiné, MRN no Brasil.

Quadro1 - Estrutura Empresarial da Bauxita - Brasil

No Estado do Pará á Mineração Rio do Norte (MRN) é o maior produtor de bauxita com uma capacidade nominal da planta de beneficiamento de cerca de 25 Mt/ano, operando a mina no município de Oriximiná no Pará (Minérios & minerales, 2008). A mineração iniciada em 1976 com capacidade de 3,0 Mt consolidou-se como a maior produtora de bauxita do Brasil e uma das maiores do mundo. É uma empresa associada de capital nacional (Vale 40%, BHP - Billiton 14,8%, Alcan 12%, CBA, 10% e Alcoa 13.

A Cia Vale do Rio Doce (VALE), além de participar como acionista da MRN, opera a Mina de Paragominas com capacidade anual de 5,4 Mt, e com investimentos adicionais da ordem de US$ 196 milhões e deve atingir a capacidade de 10 milhões de toneladas.

A Vale na cadeia do alumínio atua na mineração como parte da Mineração Rio do Norte na “Mina de Oriximiná” (MRN), e na “Mina de Paragominas”(VALE); na produção de alumina na Alumina do Norte do Brasil(ALUNORTE); na produção de alumínio na Alumínio Brasileiro S.A.(ALBRAS), na VALESUL e na Cia. de Alumina do Pará (CAP) em implantação.

As atividades de mineração do Grupo VALE para a produção de bauxita de maneira geral compreende as atividades de lavra a céu aberto pelo método de tiras, beneficiamento e transporte.

Ainda no Estado de Pará, o Grupo Alcoa implanta a “Mina de Juruti” localizada no município de Juruti. Com uma reserva de cerca de 700 milhões de toneladas métricas, visa para atender a expansão da refinaria da Alumar-Consórcio de Alumínio do Maranhão em São Luís-MA.

No estado de Minas Gerais a Companhia Brasileira de Alumínio (CBA) é uma das maiores companhias de alumínio do Brasil. Fundada em 1941, pertence ao Grupo Votorantim e está localizada na cidade de Alumínio, com unidades de mineração de bauxita em Poços de Caldas, Itamarati de Minas e Mirai (em implantação).

A CBA opera uma refinaria de alumina e um smelter. Obtém sua bauxita, matéria prima para a fabricação do alumínio de duas áreas de mineração em Minas Gerais, em Poços de Caldas, Itamarati de Minas e em Miraí. É o segundo maior fabricante brasileiro de alumínio primário com uma produção anual de 475.000 toneladas / ano.

A CBA retira suas matérias primas de Poços de Caldas e Itamarati de Minas, que vem de trêm (bauxita). Ela possui 13 filiais. Para a produção de todo esse alumínio é necessária muita energia, somando um total de mais ou menos 35% do preço final do produto, mesmo tendo sua auto produção com mais de 18 Usinas Hidroelétricas. A CBA vem crescendo 9,6% ano e simboliza 27% da produção nacional de alumínio. O uso desse alumínio vai em 17% embalagens, 17% construção civil, 27% transportes, 15% eletricidade, 16% bens de consumo e 8% siderurgia.

A Novelis do Brasil ex-grupo Alcan, com produção de bauxita na região de Ouro Preto, Caeté e Mariana, em 2007 tornou parte da Hindalco Industries Limited, o maior produtor integrado de alumínio e líder na produção de cobre na Asía,com sede em Mumbai, na Índia. A Fábrica de Ouro Preto foi a primeira indústria de alumínio a ter o processo completo - da extração da bauxita até a produção do alumínio primário. Atualmente a unidade engloba as seguintes atividades: mineração de bauxita, produção de hidrato de alumínio e alumina calcinada, produção de aluminas especiais, produção de alumínio primário sob a forma de lingotes, tarugos e placas, fábrica de pasta Soderberg, geração de energia em usinas hidrelétricas próprias.

Minas Gerais – Bauxita - Municípios Produtores e Empresas (2005)

A produção da Bauxita para fins não metalúrgico destaca-se a Mineração Curimbaba, instalada em Poços de Calda (MG) desde 1961, destina os seus produtos ao mercado externo (65%) e a mercado interno destinados a petroquímica, refratários, agrotóxicos. Com capacidade instalada de cerca de 300 mil toneladas mt/ano, suficiente para o auto atendimento de suas necessidades de matéria prima.

A Mineração Rio Pomba do grupo da Indústria Química Cataguases-IQC, detentora de 7 concessões de lavra com minas no município de Cataguases e Miraí abastece a indústria da IQC para a produção de produtos químicos a base da alumínio (sulfato de alumínio, aluminato de sódio, policloreto de alumínio). Em janeiro de 2007, com o rompimento da barragem de rejeito de uma das minas, no município de Miraí (MG), esta mina está interditada desde então, na expectativa de cumprir o determinado pelo DNPM e órgãos ambientais para a reabertura da mina de Miraí.

No Pará no município de Almeirim, existia com capacidade de produção de 255 mil toneladas a MSL Minerais S/A , na “Mina de Caracuru” como coproduto da argila, era produtora de bauxita não metalúrgica no Estado. (esta empresa não produz mais, sua planta está paralisada).

3. EXTRAÇÃO DA BAUXITA

Os métodos de lavra dos minérios de bauxita variam de acordo com a natureza dos corpos mineralizados das jazidas. A lavra desses minérios é feita, na maior parte, a céu aberto, segundo o método por tiras (strip mining). Estima-se que o maior número das jazidas de bauxita laterítica é lavrada por métodos a céu aberto. Menos de 20% da produção de bauxita no mundo é obtida por métodos de lavra subterrânea. O nível de mecanização na lavra é diversificado, dispondo-se desde a lavra manual até os métodos modernos com diversos tipos de equipamentos de mineração.

O Processamento varia de acordo com as técnicas de beneficiamento do minério de bauxita, mediante o teor elevado (Al2O3), os quais não exigem processos de tratamento mais elaborados. Além disso, as impurezas de alguns tipos de bauxitas estão associadas aos minerais de alumínio, dificultando a purificação por meio mecânico ou, mesmo, inviabilizando economicamente o processo de remoção das impurezas. Esses fatos comprovam o número reduzido de trabalhos publicados na área de beneficiamento de minérios de bauxita nos últimos dez anos.

Mesmo assim, os métodos de beneficiamento de minérios usados no processamento dos minérios de bauxita incluem: britagem, atrição e peneiramento para remoção da fração argilosa e dos minerais de sílica. A separação em meio denso promove a remoção de ferro e laterita dos minérios com granulometria acima de 1,0 mm, por meio de equipamentos como Dynawirlpool, para a maioria dos casos. Espirais de Humphreys e separadores magnéticos, com campos superiores a 1,5 T, são utilizados para remoção dos minerais paramagnéticos, reduzindo os teores de Fe2O3 e TiO2. Em algumas operações, o minério é particularmente secado para facilitar o manuseio e/ou minimizar os custos de transporte. Nesta etapa, procede-se a filtragem, elevando-se a percentagem de sólidos de 25 para 60%, seguida de secagem em vaporizador (spray dry) para obtenção de um produto final com 5% de umidade. Desse modo, obtém-se um produto final que pode ser usado tanto no processo de calcinação, bauxita para fins não metalúrgicos, quanto no processo Bayer, bauxita para fins metalúrgicos, que constitui a quase totalidade do consumo.

Cabe lembrar que a produção de bauxitas não metalúrgicas emprega as mesmas técnicas de beneficiamento usadas para a bauxita de grau metalúrgico.

No caso do processo de calcinação, cuja função é remover a água quimicamente combinada, somente é aplicado para as bauxitas não metalúrgicas, com a exceção da bauxita para produtos químicos.

Processo de obtenção de alumina (Al2O3) - A alumina para diversos fins pode ser obtida por um dos quatros processos ilustrados no Quadro 1. No entanto, o mais utilizado e, portanto, conhecido é o processo Bayer. Neste trabalho apenas o processo Bayer será relatado com detalhes.

Quadro 2: Processos de obtenção de alumina (Al2O3). 

Processo de Bayer - Trata-se de um processo de produção difícil, pois exige muita energia elétrica. A bauxita de cor marrom-avermelhada deve sofrer um processo de purificação para que se possa extrair a alumina (Al2O3) de outras substâncias, como, por exemplo, o óxido de ferro 3 (Fe2O3). Para tanto, pode-se utilizar o processo Bayer, apresentado esquematicamente a seguir:

Fonte: Matéria Cooper.