Minerais Industriais - Aluminas Alcoa Latin America

12o Congresso Brasileiro de MineraçãoBelo Horizonte, 25 de Setembro de 2007

Jorge Camps Andreu – Gerente Comercial

AGENDA

I. ALCOA NO MUNDO

II. MINERAÇÃO

III. REFINARIA

IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES

OPERAÇÕES ALCOA NO MUNDO

Bauxite, Alumina and ChemicalsPrimary AluminumFabricated Aluminum ProductsPackaging and Consumer Products

Castings and Related ProductsRelated ProductsTechnical CenterCorporate

44 Países350+ Localidades 124.000 Funcionários- 5 Regiões- 5 Negócios Globais- 7 Áreas Funcionais

44 Países350+ Localidades 124.000 Funcionários- 5 Regiões- 5 Negócios Globais- 7 Áreas Funcionais

Desde 1888, LÍDER MUNDIAL na produção de alumina, alumínio primário e produtos fabricados de alumínio

Desde 1888, LÍDER MUNDIAL na produção de alumina, alumínio primário e produtos fabricados de alumínio

Receita por Região(2005)Receita por Região(2005)

EUA59%

Outros6%

Pacífico 12%

Europa23%

RefinariaRefinariaRefinaria ReduçãoReduReduççãoão Alumínio

Primário

AlumAlumíínionio

PrimPrimááriorioTransfor-

maçãoTransforTransfor--

mamaççãoão

Reabilitação

de Áreas

Mineradas

ReabilitaReabilitaççãoão

de de ÁÁreasreas

MineradasMineradas

Mineração

de Bauxita

MineraMineraççãoão

de Bauxitade Bauxita

ClientesClientes

TransportesTransportesTransportes

EmbalagensEmbalagensEmbalagens

Constr. CivilConstrConstr. Civil. Civil

IndustrialIndustrialIndustrial

EletricidadeEletricidadeEletricidade

ReciclagemReciclagem

ElectricalEnergy

ElectricalEnergy

EnergiaEnergia HidrelHidreléétricatrica

CICLO DE VIDA DO ALUMÍNIO

AGENDA

I. MINERAÇÃO E REFINO DA BAUXITA – ALCOA NO MUNDO MINERAÇÃO

II. MINERAÇÃO- RESERVAS

- LOGÍSTICA

- PROCESSO

- MEIO AMBIENTE

- SUSTENTABILIDADE

III. REFINARIA

IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES

Potencial

Em operação

Guiné: 24.8

Australia: 9.8

Brasil: 5.9

Venezuela: 5.5 India:2.9Vietnã: 2.3

China: 1.9

Rússia: 0.8

Colômbia: 0.4

Jamaica: 1.0

Grécia: 0.6

Indonésia: 1.5

Camarões: 0.8

Madagascar: 0.5

Filipinas: 0.5

Bilhões de toneladas

RESERVAS MUNDIAIS DE BAUXITA

Santa Isabel UHESanta Isabel UHE

UHE MachadinhoUHE Machadinho

Consórcio ALUMAR Consórcio ALUMAR -- São Luis São Luis -- Refinaria (Alumina)Refinaria (Alumina)-- SmelterSmelter (Alumínio)(Alumínio)

MRN MRN –– Rio TrombetasRio Trombetas-- Extração (Bauxita)Extração (Bauxita)

JURUTI JURUTI -- Instalação Instalação De Mina de BauxitaDe Mina de Bauxita

UHE Barra GrandeUHE Barra Grande

Linha deLinha deTransmissãoTransmissão--ETAUETAU

UHE EstreitoUHE EstreitoALCOA ALCOA -- Poços de CaldasPoços de Caldas-- Extração (Bauxita)Extração (Bauxita)-- Refinaria (Alumina)Refinaria (Alumina)-- SmelterSmelter (Alumínio)(Alumínio)-- Pó de AlumínioPó de Alumínio

Serra do Facão UHE Serra do Facão UHE

Pai Pai QuerêQuerê UHEUHE

ItapissumaItapissuma

AFLAFLGlobal Business Global Business ServicesServices (GBS)(GBS)

CSI / CSI / AphavilleAphavilleUtingaUtinga

MINA DE BAUXITA

Operações e Projetos da Alcoa no Brasil

TubarãoTubarão

SorocabaSorocaba

Operações industriais e de mineração em terras abrangem 8.518 hectares

PortoTrombetas

520miles

840 miles

MINA DE BAUXITA

Projeto Juruti

Áreas de extração

Porto

Ferrovia

LOGÍSTICA

• Grande reserva 700 milhões de toneladasestimadas

• Bauxita de alta qualidade

• Facilidade de escoamento via transporte fluvial / marítimo

• Sólido alicerce na cadeia produtiva do alumínio, suprindo bauxita para o sistema Alcoa

• Nessa primeira fase fornecerá exclusivamente para a expansão da Refinaria de São Luis

• A mineração de Juruti e a expansão da refinaria de São Luis são vistas de forma integrada

Projeto Juruti

PORTO & ÁREA DE MANUSEIO DE MATERIAIS

BENEFICIAMENTOLAVRABRITADOR Bauxita Britada

REJEITOS

PLANTA DE LAVAGEM

Bauxita Lavada

Pátio Bauxita PortoEMBARQUE

Estrada 3 km

Ferrovia 55 km

Virador de Vagões

FLUXO DO PROCESSO DE MINERAÇÃO

LAVRA DA BAUXITA

• A bauxita é encontrada principalmente em áreas tropicais. Países com grandes reservas de bauxita são a Guiné, Austrália, Brasil, Jamaica e a Índia, que juntos compreendem mais de 70% das reservas mundiais provadas

• Formada por um processo químico natural, proveniente da infiltração de água em rochas alcalinas em decomposição

• O minério é encontrado próximo à superfície com uma espessura média de 4,5 metro

• Extração é geralmente realizada a céu aberto com o auxílio de retroescavadeiras

Extração do Minério

Limpeza de camada de terra e vegetação

Mineração de BauxitaTransporte em

caminhão

Armazenagem de Bauxita

ReflorestamentoCarregamento em navio

Britador

Planta de Lavagem

Pilha de bauxita Lavada

Pilha de Bauxita Britada

Instalações Manutenção

Ferrovia

PLANTA DE BENEFICIAMENTO

Pilhas de Bauxita

Estocagem de CombustíveisCarregador de Navios

Área Administrativa

Porto de Carga Geral

Ferrovia

PORTO

EXCELÊNCIA AMBIENTAL

Mineração de bauxita é um uso temporário da terra, pois após reabilitação ela é

devolvida ao meio ambiente, possibilitando outros usos no futuro

Atualmente mais de 83% da área minerada é recuperada

Reabilitação das minas de bauxita Intervenções em áreas naturais feitas de forma planejada: - recolhimento e estocagem do solo orgânico,

proteção das áreas de erosão - proteção do aqüífero subterrâneo por uso de

bacias para coleta e infiltração de água- reabilitação da vegetação usando espécies

nativas

EXCELÊNCIA AMBIENTAL

Busca de Ecoeficiência• Investimentos em sistemas de monitoramento e gestão ambiental e no desenvolvimento de novas tecnologias.

• A Alcoa Inc. adota globalmente a Estratégia de Sustentabilidade 2020, que estabelece metas claras e ambiciosas a serem alcançadas até o ano de 2020, entre as quais:

- redução no consumo de águae energia

- reaproveitamento e reciclagemde resíduos

- diminuição de emissões

• Criação de Reservas de Proteção do Patrimônio Natural (RPPNs), desenvolvendo trabalhos de preservação da mata nativa e de sua biodiversidade

A Gestão responsável dos recursos naturais faz parte da estratégia de negócio da Alcoa

SUSTENTABILIDADE

SUSTENTABILIDADE

Sustentabilidade em Juruti

O Modelo de Sustentabilidade do empreendimento da Alcoa em Juruti tem em seu eixo central o desenvolvimento regional sustentável

19521952 Criação da Alcoa Foundation

20032003 Diretora Global de Sustentabilidade

19971997 Um milhão de árvores

19931993 Parque Ambiental de Poços de Caldas

19961996 Parque Ambiental de São Luis - Maranhão

19981998 Primeira Certificação ISO 14001 (Mineração em Poços)

20002000 Bravo e Action

2004 2004 Parceria em Reciclagem – Tetra Pak

20022002 1o. Relatório de Sustentabilidade - Alcoa Alumínio SA

19791979 Técnicas de reabilitação de áreas mineradas

19901990 Criação do Instituto Alcoa

19951995 VivaVida

20012001 Primeira Certificação SA 8000 (Itajubá)

20002000 Estratégia Global de Meio Ambiente -Visão 2020

2005 2005 Juruti : audiências públicas e ONGs

2006 2006 Parcerias Insituto Ethos e Rever Consultoria

SUSTENTABILIDADE

Marcos de Sustentabilidade na Alcoa no Brasil

AGENDA

I. MINERAÇÃO E REFINO DA BAUXITA – ALCOA NO MUNDO

II. MINERAÇÃO

III. REFINARIA- PROCESSO BAYER

- DEFINIÇÕES DE ALUMINAS

- CONCEITOS TÉCNICOS

- ALUMINA GRAU METALÚRGICO – SGA

- ALUMINA GRAU NÃO METALÚRGICO– QUÍMICOS

IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES

PROCESSO BAYER

Mineração Moagem Digestão

Clarificação

PrecipitaçãoCalcinação

Adequar a granulometria da bauxita para o ataque com soda caustica

Moagem da Bauxita

PROCESSO BAYER

Mineração Moagem Digestão

Clarificação

PrecipitaçãoCalcinação

Digestão

PROCESSO BAYER

Etapa do processo onde a gibsita é dissolvida.

Al(OH)3 + 2 NaOH Al(OH)4- +2 Na+

145ºC

Mineração Moagem Digestão

Clarificação

PrecipitaçãoCalcinação

Clarificação

PROCESSO BAYER

Separação dos sólidos (lama), que não foram dissolvidos na etapada Digestão, do licor (rico em gibsita dissolvida)

Mineração Moagem Digestão

Clarificação

PrecipitaçãoCalcinação

Precipitação

PROCESSO BAYER

Etapa onde ocorre a cristalização da gibsita que foi dissolvida na etapa da Digestão. É uma etapa crítica,

pois toda a qualidade do produto é controlada.

Reação inversa à que ocorre na Digestão

Al(OH)3 + 2 NaOHAl(OH)4- +2 Na+

Semente

Resfriamento

Mineração Moagem Digestão

Clarificação

PrecipitaçãoCalcinação

Calcinação

PROCESSO BAYER

É o processo de retirada da água de cristalização do hidróxido de alumínio (Gibsita), transformando-o em alumina

2 Al(OH)3Al2O3 + 3 H2O

<1000ºC

4 ton Bauxita 2 ton Alumina 1 ton Alumínio

Hidróxido de Alumínio Alumina de Transição Alumina Alfa

PROCESSO BAYER

Calcinação

Fotos de um único aglomerado cristalino na seqüência de calcinação da alumina , visto ao aomicroscópio eletrônico de varredura numa ampliação de 1200 vezes

Alumina• Óxido de Alumínio, Al2O3

Alumina Alfa• Forma mais estável do óxido de alumínio com respeito a termodinâmica, também chamado

coríndon

Aluminas de Transição• Tipos Intermediários de óxido de alumínio obtidos antes da alumina alfa

Alumina Grau Metalúrgico - SGA• Utilizada na fabricação de alumínio metálico• Contém cerca de 25% de alumina alfa e sua morfologia é semelhante a do hidróxido de alumínio

DEFINIÇÕES DE ALUMINAS

Aluminas Especiais• Aluminas calcinadas com elevadas quantidades de fase alfa (75 a 100%) e controle específico

de alguns parâmetros• Parâmetro variáveis:

- Quantidade de alumina alfa, tamanho de cristal primário, teor de sódio e fase de transição, área de superfície, etc.

Aluminas de Baixa Soda• Na2O<0,10%• Aplicações elétricas e eletrônicas, como: velas de ignição, isolantes elétricos e circuitos

integrados

Alumina Tabular ou Sinterizada• Aluminas submetidas a um tratamento térmico a altas temperaturas (~1850°C)• 100% fase alfa• Cristais grandes (50-500mm)• Alta densidade, inércia química, resistência ao choque térmico.

DEFINIÇÕES DE ALUMINAS

Alumina Eletrofundida• Obtida a partir da fusão da alumina grau metalúrgico ou bauxita em fornos elétricos a arco• Podem ser fundidas com silício (mulita), óxido de cálcio (cemento), óxido de magnésio

(espinélio), óxido de zircônio, etc.

Alumina Reativa• Aluminas de elevada pureza (99,7 a 99,99% Al2O3) e pequeno tamanho de cristal primário

(<1mm), obtidas a partir de processos especiais de precipitação e moagem• Adequadas para produção de cerâmicas com alto grau de densidade e microestrutura

homogênea

DEFINIÇÕES DE ALUMINAS

Área de Superfície• Proporcional ao percentual de

fase alfa.• Definida em função da

temperatura e atmosfera de calcinação

• Exemplos:• A-1: 60m2/g• A-2: 1,3m2/g

0

50

100

150

200

250

300

350

400

100 300 500 700 900 1100 1300

TEMPERATURA ( OC )

ÁR

EA S

UPE

RFI

CIA

L ( m

2 / g

)

CONCEITOS TÉCNICOS

Teor de Na2O• >0,2%: Ajustes na precipitação• 0,1 a 0,2%: Lixiviação de una fase de transição com água ou ácidos (ex.. APC)• 0,02 a 0,1%: Extração de sódio volátil por adição de sais de cloro ou boro durante a calcinação

Tamanho de Partículas• Moagem a seco (moinho de esferas + classificação) → mais comum• Moagem a úmido ou micronização → processos especiais

CONCEITOS TÉCNICOS

Densidade (g/cm3)• Livre

- massa/volume sem compactação• Compactada

- massa/volume após compactação• Peso Específico

- densidade real segundo ensaios de picnometria

Tamanho de Cristal x Partícula

3000X 300X

Cristal PrimarioPartícula

CONCEITOS TÉCNICOS

Distribuição de Tamanho de Partícula• Peneira:

- Série Tyler: 100 (0,150mm), 200 (0,075mm) e 325 (0,045mm)

• Laser (Coulter):- D10, D50 e D90 (mm)

D50

50%

D90

90%

D10

10%

CONCEITOS TÉCNICOS

Umidade e Perda ao Fogo (LOI)• Aluminas Calcinadas

• U300: perda de massa entre a temperatura ambiente e 300°C- Nota: Esta temperatura não é a mais comum, mas é adotada para aluminas da Alcoa.

O mais típico é medi-la a 110°C.• LOI: perda de massa entre 300 e 1000°C

• Hidróxidos• U110: perda de massa entre a temperatura ambiente e 110°C

- Nota: Como o hidróxido de alumínio é constituído por Al(OH)3, que começa a decompor-se a ~280°C

• LOI: perda de massa entre 110 e 1000°C- É significativa pois corresponde a decomposição de todo o hidróxido.

CONCEITOS TÉCNICOS

Insolúveis em Ácido• É uma medida do porcentual de alumina (Al2O3) no hidrato [Al(OH)3] moído (Hydrogard-GP).

Alvura• Mede a intensidade de luz refletida pela incidência de um feixe policromático de luz.

Somente medido no Hydrogard-GP

Absorção de Óleo• Quantidade de óleo adsorvido (%) pelo material (é importante para aluminas de polimento).

Norma ASTM D1493.

CONCEITOS TÉCNICOS

AGENDA

I. MINERAÇÃO E REFINO – ALCOA NO MUNDO

II. MINERAÇÃO

III. REFINARIA

IV. PRODUTOS, MERCADOS E APLICAÇÕES

Químicos - Mercado de Aluminas que Não para Produção de Alumínio MetálicoAluminas produzidas em subtipos adequados às necessidades de cada aplicação específica, com variação de alguma propriedade relevante, tal como a granulometria, o grau de calcinação e o teor de impurezas

• Famílias:- Hidróxido de Alumínio (Al(OH)3)(ou alumina tri-hidratada, ou hidrato)

- Óxido de Alumínio (Al2O3)(ou alumina, ou alumina calcinada)

• Tipos:- Commodities- Especialidades

MERCADO QUÍMICOS

Bauxita Refinaria Calcinação Moagem

• A-2G• APC-G• Série P

• A-1• APF

• A-2

• APCAltas Temperaturas

Altas Temperaturas+

Lixiviação

• A-50

Precipitador Eletrostático

• A-2F

Precipitador Eletrostático

FLUXO PRODUÇÃO - QUÍMICOS

Temperaturas Intermediárias

• C-30W• C-30 ESP• C-30

Moagem

• HYDROGARD GP

HIDRÓXIDOS DE ALUMÍNIO

C-30• Hidróxido de Alumínio seco a 110°C• 64,9% Al2O3 / 34,5% LOI• Umidade 0,1%• 3% maior que #100 / 96% maior que #325

C-30W• Hidróxido de Alumínio filtrado• 64,9% Al2O3 / 34,5% LOI• Umidade 8,0%• 9% maior que #100 / 98% maior que #325

Hydrogard-GP• Hidróxido de Alumínio seco a 110°C e moído• 64,8% Al2O3 / 34,5% LOI• Umidade 0,2%• Insolúveis em Ácido 0,10%• 2% maior que #325

ALUMINAS COMMODITY

APF (Alumina Para Fusão)• Alumina de Grau Metalúrgico (SGA)• Calcinada ~950°C• Área de Superfície 70m2/g• 4% maior que #100 / 94% maior que #325

A-1• Processo de classificação com peneira (#60) para retirada de partículas grossas contaminantes

ALUMINAS ESPECIAIS

A-2• Alumina Alfa (Especial)• Calcinada ~1250°C com agente mineralizador• Área de Superfície 1,3m2/g• 5% maior que #100 / 90% maior que #325

A-2G (A-2 moída / “ground”)• Área de Superfície 2,0m2/g• 3% maior que #325

APC (Alumina para Cerâmica)• Alumina Alfa (Especial)• Calcinada ~900°C / lavada com HCl / calcinada uma vez mais ~1250°C• Na2O 0,11%• Área de Superfície 1,3m2/g• 5% maior que #100 / 90% maior que #325

APC-G (APC moída / “ground”)• Área de Superfície 1,9m2/g• 3% maior que #325

ALUMINAS ESPECIAIS

P-923• Alumina Alfa (Especial) moída• Calcinada ~1250°C com agentes mineralizadores• Área de Superfície 1,9m2/g• 3% maior que #325• Absorção óleo 31%• Efeito Corte 5• Efeito Polimento 5

P-913• Alumina Alfa (Especial) moída• Calcinada ~900°C / lavada com HCl / calcinada uma vez mais ~1250°C• Na2O 0,11%• Área de Superfície 1,9m2/g• 3% maior que #325• Absorção Óleo 30%• Efeito Corte 3• Efeito Polimento 5

APLICAÇÕES

Refratários• Produtos Típicos:

A-2GAPC-G

• Componentes da matriz (fração fina)• Podem ser utilizadas em combinação com aluminas reativas, cemento, outros• APC-G é empregada somente em casos em que há necessidade de um produto com baixa

quantidade de álcalis• A-2G é o mais comum nesta aplicação

Eletrofusão• Produtos Típicos:

APFA-1

• Se utiliza aluminas de grau metalúrgico por sua facilidade de fusão: alta área de superfície.• Características importantes:

- Baixa quantidade de partículas menores que #325- Ausência de pontos negros- Teor de Na2O mais baixo possível

• A-1 empregada quando se busca um produto mais branco

APLICAÇÕES

Siderurgia• Produtos Típicos:

APFA-1

• Componente de escorias sintéticas para o tratamento do aço• APF e A-1 são utilizadas quando se necessita alta pureza (baixos teores de enxofre e umidade)

APLICAÇÕES

CERÂMICA

Fritas• Vidro moído utilizado na composição do esmalte• Alumina A-1:

Aumenta resistência química, dureza, opacidade e abrasão

Esmalte (vidrado)• Camada vítrea• Alumina A-2G:

Aumenta resistência a abrasão, ao impacto e química;Ajusta o brilho

Engobe• Camada intermediaria que otimiza a união suporte/esmalte• Alumina A-1:

Atua como agente branqueador e opacificante

APLICAÇÕES

Polimento• Produtos Típicos:

P-923P-913

• Utilizadas em massas de polimento sólidas ou líquidas, gerando efeito de corte e/ou polimento• Sua principal vantagem é a consistência de características como:

- Distribuição de Tamanho de Partículas- Grau de Calcinação- Composição Química- Absorção de óleo

Creme Dental• Produto Típico:

P-913• Atua como agente abrasivo• Possui consistência de propriedades químicas e físicas• Elevado grau e pureza• Controle microbiológico

APLICAÇÕES

Vidros• Produto Típico:

A-1• Sua principal função é como estabilizador• Melhora propriedades do vidro:

- Resistência mecânica- Resistência química- Diminui a tendência de separação de fases- Diminui a tendência de desvitrificação- Aumenta a dureza

• Principais características:- Pureza química- Distribuição de tamanho de partículas controlada

APLICAÇÕES

Coagulantes• Produtos Típicos:

C-30C-30W

• Utilizado para a fabricação de coagulantes, ex. Sulfato de Alumínio e Policloreto de Alumínio• Principal diferencia entre C-30 e C-30W é a maior umidade deste último• Características mais importantes:

- Baixo teor de partículas insolúveis- Alto grau de pureza (diferencia de matérias primas naturais)- Consistência de propriedades- Baixo teor de ferro que leva a uma brancura superior

APLICAÇÕES

Espumas• Produto Típico:

C-30 ESP• Possui a função de carga mineral em espumas de poliuretano:

- Aumenta a densidade- Melhora a resistência a compressão- Diminui a inflamabilidade

• Principais características:- Baixo teor de umidade (<0,15%)- Controle de qualidade rigoroso- Consistência química e física

APLICAÇÕES

Polímeros• Produto Típico:

Hydrogard GP• Atua como retardante de chama e supressor de fumaça• Se decompõe endotermicamente a partir de ~230°C, apagando ou reduzindo a velocidade de

propagação do fogo• Tipicamente utilizado em polímeros termofixos com temperatura de processamento menor que

230°C.• Principais características:

- Fina distribuição de partículas- Únicos produtos da decomposição são água e alumina (diferentemente de materiais

alternativos como os compostos halogenados)