1. Alumínio: Ocorrência, obtenção industrial,
propriedades e utilização
Erivanildo Lopes da Silva
A química é a ciência que estuda, entre outras coisas, as transformações da
matéria. Dentre os estudos mais comuns, encontram-se os que envolvem os metais,
elementos fundamentais na história das civilizações - e cada vez mais indispensáveis.
Um desses metais é o alumínio. Ele apresenta características (propriedades)
peculiares, é bem maleável, leve (densidade abaixo de 5g/cm3) e muito resistente à
corrosão. É um dos metais mais versáteis, pois, a partir dele, pode-se confeccionar, além
de panelas, o papel-alumínio (que, por ser atóxico, é utilizado para proteger alimentos),
painéis coletores de energia solar e muitas outras coisas.
Processo Bayer
O alumínio é produzido, basicamente, a partir da bauxita. A bauxita contém de
35% a 55% de óxido de alumínio. 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 (óxido de alumínio) de outras substâncias,
como, por exemplo, o óxido de ferro III. Para tanto, pode-se utilizar o processo Bayer,
apresentado esquematicamente na figura a seguir:
www.materia.coppe.ufrj.br.
Retiram-se as impurezas da bauxita para que sobre somente a alumina. Para isso,
a bauxita é triturada e misturada com uma solução de soda cáustica (NaOH). A lama
formada por essa mistura, é aquecida, sob alta pressão, e recebe uma nova adição de
soda cáustica. Dessa forma, a alumina é dissolvida, a sílica (SiO2) contida na pasta é
eliminada, mas as outras impurezas não. Então, elas são separadas por processos de
sedimentação e filtragem. A solução resultante, chamada de aluminato de sódio NaAl(OH)4, é colocada em um precipitador e, nesse processo, obtém-se a alumina
hidratada (Al2O3.2H2O). Nesse ponto, a alumina hidratada pode seguir um entre dois
caminhos: ela pode ser usada como está ou ser levada para os calcinadores. Se ela for
usada como está, será matéria-prima para produtos químicos, como o sulfato de alumínio
(Al2(SO4)3), usado no tratamento da água e na indústria de papel. Poderá ser empregada,
também, na produção de vidros, corantes e cremes dentais.

2. Para ser matéria-prima para a produção não só de alumínio, mas também de
abrasivos, refratários, isoladores térmicos, tintas, velas de ignição e cerâmicas de alta
tecnologia, a alumina hidratada precisa perder a água que está quimicamente combinada
dentro dela. Isso acontece nos calcinadores, nos quais ela é aquecida a temperaturas
entre 1.000ºC e 1.300ºC. A calcinação é a etapa final do processo, para desidratar os
cristais e formar cristais de alumina puros, de aspecto arenoso e branco.
Para obter o alumínio, é preciso retirar esse oxigênio que está dentro da alumina.
Como essa ligação do oxigênio com o alumínio é muito forte, é impossível separá-lo
utilizando os redutores conhecidos, como o carbono, por exemplo, que é usado na
redução do ferro. Esse foi o problema que impediu o uso desse metal até pouco mais de
cem anos atrás. E isso foi resolvido com a utilização do processo eletrolítico.
A partir da alumina ocorre o processo de transformação da alumina em alumínio
metálico. Esse processo, que antes era realizado através da fundição da alumina a
2.000oC, foi aperfeiçoado por Charles Martin Hall em 1896. Ao invés de fundir a alumina a
essa temperatura, ele passou a dissolvê-la em criolita (Na3AlF6) fundida. Com esse
processo, Hall diminuiu de 2.000oC para 1.000oC a temperatura. Atualmente, a alumina é
dissolvida em um banho de criolita fundida e fluoreto de alumínio em baixa tensão.
A mistura obtida é colocada numa cuba eletrolítica e sofre uma reação de
eletrólise. Veja a representação na Figura 2. Nessa etapa, o óxido de alumínio é
transformado (reduzido) em alumínio metálico (Al) e um gás. Esse gás se combina com o
carbono, desprendendo-se na forma de dióxido de carbono. O alumínio líquido se precipita
no fundo da cuba eletrolítica e, a seguir, é transferido para a refusão, onde são produzidos
os lingotes, as placas e os tarugos.
Em termos de rendimento, para produzir 1kg de alumínio utiliza-se 2 kg de
alumina, 100g de criolita e 10kW de energia elétrica:
Figura 2 - Eletrólise do alumínio
Fonte: Canto, 1996.
Como outro pesquisador, Paul Louis Toussaint Héroult também chegara, no
mesmo ano, às mesmas conclusões de Hall, o processo ficou conhecido como Processo
de Héroult-Hall.
O alumínio produz duas ligas metálicas: a duralumínio (95% alumínio, 4% cobre,
1% magnésio, ferro e silício), bastante utilizada na confecção de carrocerias de ônibus, e a
magnálio (83% alumínio, 15% magnésio, 2% cálcio), utilizada na produção de rodas
automotivas.

3. Passivação e reciclagem
O alumínio apresenta outra boa característica: é resistente à corrosão. Essa
resistência se explica devido ao fato de esse metal, quando exposto ao ar, ou seja,
interagindo com o gás oxigênio, formar uma película protetora denominada óxido de
alumínio. Esse fenômeno recebe o nome de passivação.
O alumínio, embora envolva muita energia na sua produção, é um metal
abundante, de grande importância na economia. Um diferencial do alumínio que determina
sua vasta aplicabilidade é o seu processo de reciclagem, que, além de colaborar com a
preservação ambiental, tem na economia de energia uma das suas maiores vantagens,
pois utiliza apenas 5% da energia necessária para a produção do metal primário.
O processo de reciclagem apresenta as seguintes etapas:
Figura 3 - Etapas de reciclagem do alumínio
Fonte: Associação Brasileira do Alumínio - ABAL.
Nesse processo, a sucata do alumínio transforma-se em produtos que permitem o
seu uso na fabricação de diversos semielaborados e elaborados, como chapas, perfis,
etc., prontos para serem reutilizados nos mais diversos segmentos da indústria.
Erivanildo Lopes da Silva é professor do curso de Química da Universidade Federal da
Bahia - Campus ICADS-Barreiras.
Bibliografia
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CANTO, E. L. São Paulo: Editora Moderna, 1998.
ESPERIDIÃO, I. M.; NÓBREGA, O. Os metais e o homem. São Paulo: Editora
Ática,1999.
SILVA FILHO, E. B.; ALVES, M. C. M.; DA MOTTA, M. "Lama vermelha da
indústria de beneficiamento de alumina: produção, características, disposição e
aplicações alternativas". In Revista Matéria. vol.12 n. 2 2007. Disponível em
www.materia.coppe.ufrj.br/.../artigo10888/
Site oficial da Associação Brasileira de Alumínio (ABAL). Disponível em:
http://www.abal.org.br/aluminio/producao_alupri.asp
FONTE: http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/aluminio-ocorrencia-obtencaoindustrial-propriedades-e-utilizacao.htm

4. CONSIDERE AS INFORMAÇÕES DO TEXTO E OUTROS CONHECIMENTOS PARA
RESPONDER AS QUESTÕES QUE SE SEGUEM.
1ª QUESTÃO: EXPLIQUE o uso do alumínio em painéis coletores de energia solar. Utilize em
sua explicação os modelos de ligação química e duas propriedades envolvidas.
O alumínio é utilizado em painéis coletores de energia solar porque apresenta uma boa
condutividade térmica e baixa densidade.
A alta condutividade térmica permitirá que o alumínio, quando exposto a luz solar, esquente
facilmente. A baixa densidade permitirá que o painel coletor tenha pequena massa, não
exigindo uma grande estrutura para suportá-lo.
A condutividade elétrica ocorre em função da existência de elétrons semi-livres entre os
cátions, que tem mobilidade para transmitir a agitação térmica das partículas em todo o
material.
A baixa densidade ocorre em função da pequena massa atômica dos átomos de alumínio em
um retículo cristalino volumoso.
2ª QUESTÃO: QUAL a principal matéria-prima para obtenção do alumínio? Ela tem fórmula?
EXPLIQUE.
A principal matéria-prima é a bauxita. Ela contém de 35% a 55% de óxido de alumínio,
portanto, não é uma substância. Sendo assim, não tem fórmula química, pois é uma
mistura.
3ª QUESTÃO: EXPLIQUE se a alumina hidratada é um bom condutor de corrente elétrica nas
condições ambientes.
A alumina hidratada é Al2O3.2H2O , ou seja, é um óxido iônico com água de hidratação
(cristalização). Todo sólido iônico não é um bom condutor de corrente elétrica por íons
estão presos no retículo cristalino.
4ª QUESTÃO: REPRESENTE a fórmula de Lewis
para a alumina.
5ª QUESTÃO: Escreva a equação balanceada da obtenção do alumínio a partir da alumina
purificada. Indique todos os estados físicos.
2Al2O3 (l) a 4 Al (l) + 3O2 (g)
6ª QUESTÃO: ESCREVA a equação balanceada que permite separar o alumínio metálico do
gás produzido, juntamente com o metal. Indique todos os estados físicos.
O2 (g) + C (s) a CO2 (g)

5. 7ª QUESTÃO: EXPLIQUE se o processo eletrolítico da obtenção do alumínio envolve uma
reação de decomposição.
A obtenção do alumínio envolve uma reação de decomposição, pois são obtidos mais de um
produto apenas com um reagente. Na verdade, é uma reação de eletrólise, pois a
decomposição ocorre com a passagem de corrente elétrica.
8ª QUESTÃO: Quanto, em média, uma tonelada de bauxita produz de alumínio?
Dados: 1kg de alumínio utiliza-se 2 kg de alumina. A bauxita contém de
35% a 55% de óxido de alumínio. Média = 45%
1 tonelada = 1000 kg de bauxita = 45% alumina = 450 kg
1 kg alumínio ------- 2 kg alumina
X
-------- 450 kg
X = 225 kg de alumínio
9ª QUESTÃO: Sabendo-se que o hidróxido de sódio é uma substância iônica, formada pelos
íons Na+ e (OH)-, represente um modelo para a solução aquosa de hidróxido de sódio. Faça
uma legenda, considerando o tamanho das partículas. O espaço representa o “zoom” do
sistema.
Legenda
+
Na =
(OH)- =
H2O =
10ª QUESTÃO: Cite o nome e a fórmula de três óxidos que aparecem no texto.
óxido de ferro III = Fe2O3
Óxido de alumínio = Al2O3
sílica – óxido de silício = SiO2