Bauxita (1318-16-7) Propriedades Físico-Químicas
Bauxita
Principal minério de alumínio utilizado como matéria-prima para a produção de alumina e um mineral commodity para aplicações industriais; a aquisição enfatiza teor, umidade e perfil de impurezas para processamento e manuseio.
| Número CAS | 1318-16-7 |
| Família | Minério de alumínio / poeira mineral |
| Forma Típica | Sólido granular ou em pó |
| Graus Comuns | EP |
A bauxita é um minério heterogêneo e mistura mineral industrial dominada por óxidos hidratados e oxihidróxidos de alumínio; pertence à classe estrutural de agregados minerais óxido/hidróxido. As fases minerais primárias típicas são gibbsita, boehmita e diaspóro, que são polimorfos ou estados de hidratação dos óxidos e hidróxidos de alumínio. Essas fases formam estruturas em camadas e/ou em rede nas quais o alumínio é coordenado por oxigênio e ligantes hidroxila; o conjunto comporta-se como um agregado anfótero de óxidos/hidróxidos que exibe solubilidade aquosa limitada sob condições neutras, mas é quimicamente reativo sob condições fortemente ácidas ou fortemente alcalinas (cáusticas) utilizadas em processos industriais de refino.
As principais características eletrônicas e estruturais incluem hidratação variável, contribuições de valência mista devido a impurezas de ferro em alguns depósitos, e área superficial e reatividade significativas associadas a componentes microcristalinos e amorfos. O material é geralmente não volátil, eletricamente isolante e pouco solúvel em água em condições ambientes; entretanto, é quimicamente atacável por soluções cáusticas concentradas (base dos processos de lixiviação cáustica) e por ácidos fortes ou fluoretos que dissolvem alumina e impurezas silicosas. Como material extraído, ocorre como rocha friável ou crosta; a formação de poeira e o controle de distribuição do tamanho de partículas influenciam fortemente o risco de exposição por inalação, assim como o comportamento no manuseio e processamento.
A bauxita é a principal fonte industrial de alumina processada (\(\ce{Al2O3}\)) e, finalmente, de alumínio metálico; é refinada comercialmente por lixiviação cáustica (processo do tipo Bayer) para obtenção da alumina, que então é reduzida a alumínio metálico por processos eletrolíticos. O material também é encontrado em mineração, manuseio de materiais a granel e em alguns contextos da indústria petrolífera, como operações de fraturamento hidráulico. Graus comerciais comuns reportados para esta substância incluem: EP.
Visão Geral e Composição
Composição Qualitativa
A bauxita não é um composto estequiométrico único, mas uma mistura polimícrita de óxidos/oxihidróxidos hidratados de alumínio juntamente com minerais ganga. As fases constituintes típicas e descrições químicas incluem: - Minerais hidratados de hidróxido/oxihidróxido de alumínio: gibbsita (\(\ce{Al(OH)3}\)), boehmita e diaspóro (ambos comumente representados por \(\ce{AlO(OH)}\)). - Alumina e componente oxidado relacionado presente como material semelhante a corindo: \(\ce{Al2O3}\). - Impurezas associadas e ganga: material silicoso (sílica amorfa e cristalina \(\ce{SiO2}\)), óxidos de ferro (\(\ce{Fe2O3}\)) e óxidos de titânio e outros metais em menor proporção.
Uma representação estequiométrica idealizada computada presente em alguns conjuntos descritivos é \(\ce{Al2H2O4}\); esta representa uma pequena unidade de alumina hidratada e não uma composição a granel de grau industrial. Compostos componentes identificados no contexto incluem água (\(\ce{H2O}\)) e alumina tipo corindo (\(\ce{Al2O3}\)). Informações relatadas sobre impurezas incluem a presença de 10–30% de sílica fundida amorfa em alguns fluxos de material; tal conteúdo silicoso afeta materialmente o comportamento do refino e o potencial de risco respiratório.
Aparência e Forma Típica
A bauxita é tipicamente encontrada como uma rocha ou crosta de cor marrom-escura a marrom-avermelhada, inodora, com textura terrosa a pisolítica. O material comercial varia de blocos friáveis a pó fino dependendo da mineração e cominuição. É comumente descrita como um mineral sólido a granel; documentação de segurança do material caracteriza-a como um sólido marrom escuro e inodoro. A distribuição do tamanho de partículas no minério, peneiramento e operações de britagem resultam em frações de poeira respirável que são a principal preocupação de exposição ocupacional.
Propriedades Químicas
Reatividade e Comportamento Corrosivo
As fases contendo alumínio na bauxita exibem química anfótera de óxidos/hidróxidos: são relativamente insolúveis em água em \(\mathrm{pH}\) ambiente, mas reagem em condições fortemente alcalinas para formar espécies solúveis de aluminato e em condições fortemente ácidas para formar íons dissolvidos de alumínio e espécies complexas. Processos industriais de lixiviação cáustica exploram a solubilidade em hidróxido de sódio concentrado para extrair alumina. Ácidos fortes e reagentes contendo fluoreto atacam mais agressivamente tanto a alumina quanto a ganga silicosa; a desidroxilação térmica dos componentes hidróxidos produz transição para fases semelhantes à alumina quando aquecidos.
A bauxita não é geralmente classificada como líquido ou gás corrosivo; corrosividade enquanto sólido a granel não é atributo principal. Contudo, as poeiras podem portar superfícies reativas e resíduos traços ácidos ou alcalinos que podem influenciar a corrosão de equipamentos ou acelerar a degradação de certos materiais sob condições de processamento.
Descritores moleculares e estruturais computados (conforme reportado) para uma unidade idealizada de alumina hidratada: - Fórmula molecular (descritor computado): \(\ce{Al2H2O4}\) - Peso molecular: 119.977 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\) - Massa exata / Massa monoisotópica: 119.958385 \(\mathrm{Da}\) - Área polar superficial topológica (TPSA): 44.4 - Contagem de doadores de ligações de hidrogênio: 1 - Contagem de aceitadores de ligações de hidrogênio: 4 - Contagem de ligações rotativas: 0 - Contagem de átomos pesados: 6 - Carga formal: 0 - Complexidade: 34.2
Identificadores estruturais:
- SMILES: O.O=[Al]O[Al]=O
- InChI: InChI=1S/2Al.H2O.3O/h;;1H2;;;
- InChIKey: XXHQVTGCFGYKNL-UHFFFAOYSA-N
Esses descritores refletem uma representação pequena, idealizada, e não a heterogeneidade mineraloquímica completa dos minérios comerciais de bauxita.
Compatibilidade e Incompatibilidades
A bauxita e seus minerais componentes são geralmente compatíveis com materiais comuns de construção em condições secas e ambientes ambientes, mas a compatibilidade depende do processo: - Incompatibilidades químicas: ácidos fortes, álcalis concentrados e reagentes contendo fluoretos podem atacar os componentes de alumina e silicatos; ácido fluorídrico e ácidos minerais fortes são particularmente agressivos para ganga silicosa e fases de alumina. - Incompatibilidades de processo: exposição a ambientes oxidativos de alta temperatura ou atmosferas redutoras alterará os conjuntos de fases (desidroxilação, sinterização) e pode influenciar manuseio do material e seleção de fornos/calcinares. - Preocupações com contato com materiais: natureza sólida abrasiva pode causar desgaste mecânico em correias transportadoras e britadores; poeira e finos arrastados podem desgastar vedações e rolamentos.
Não são fornecidos, no contexto atual de dados, limites numéricos estabelecidos experimentalmente para corrosividade ou limites de compatibilidade.
Uso e Segurança
Contextos de Uso Industrial e Comercial
A bauxita é a principal matéria-prima para a produção industrial de alumina e, por meio da redução eletrolítica subsequente, de alumínio metálico. O refino comercial emprega a lixiviação cáustica da bauxita para dissolver fases portadoras de alumina e separar o ganga (processamento tipo Bayer), seguida de calcinação para produzir alumina técnica (\(\ce{Al2O3}\)). A indústria do alumínio abrange operações de mineração, refino e fundição onde a bauxita é processada em grande escala.
Outros contextos documentados incluem o manuseio de materiais a granel e certas aplicações na indústria petrolífera, como uso em operações de fraturamento hidráulico; suas propriedades abrasivas e mineralógicas também podem torná-la relevante em cadeias de suprimentos relacionadas a refratários, abrasivos e suportes (proppants). Na mineração e refino, os riscos primários de exposição decorrem de operações mecânicas (quebra, detonação, escavação, britagem, carregamento) que geram poeira suspensa no ar.
Perigos e Considerações para o Manuseio
Classificações agregadas de risco para a bauxita indicam que, como minério a granel, ela é comumente reportada como “Não Classificada” sob critérios padrão de perigos para materiais puros; contudo, os riscos no local de trabalho são dominados pela exposição à poeira suspensa e por impurezas específicas do material. Considerações-chave de segurança: - Perigo respiratório: a inalação de poeira respirável de bauxita pode causar irritação do trato respiratório; a exposição prolongada ou repetida a poeiras respiráveis pode ocasionar lesão pulmonar. O conteúdo silicoso (relatado entre 10–30% de sílica fundida amorfa em algumas correntes de material) pode aumentar o risco respiratório dependendo do tamanho de partícula e da cristalinidade. - Olhos e pele: a poeira pode causar irritação mecânica nos olhos e na pele; material úmido ou molhado pode causar irritação abrasiva. - Perigos ambientais e para o processo: poeira a granel pode apresentar riscos de escorregamento/assentamento e criar desafios de limpeza; o material pode ser abrasivo para equipamentos.
Controles recomendados de manuseio e medidas de proteção (orientações em nível de classe): - Controles de engenharia: supressão de poeira, ventilação local exaustora nos pontos de britagem e transferência, transportadores e sistemas de transferência fechados, e limpeza rotineira para minimizar poeira suspensa. - Equipamento de proteção individual (EPI): proteção respiratória adequada às concentrações aéreas medidas (ex.: respiradores para partículas), proteção ocular e vestuário protetor para reduzir contato da pele com a poeira. - Armazenamento: manter o material seco e contido para limitar a geração de poeira e evitar ingresso de água que complique o manuseio. - Emergência e primeiros socorros: tratar contato com poeira lavando olhos e pele; em caso de inalação, remover para ar fresco e procurar atendimento médico se os sintomas persistirem.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local aplicável.
