Produção primária

Para a Hydro, é fundamental reduzir o impacto ambiental da produção do alumínio. Ao mesmo tempo, desenvolvemos produtos que ajudam a reduzir a pegada ambiental, quando em uso.

Os benefícios da utilização do alumínio podem superar em muito o impacto causado pela sua extração e produção. Conheça as principais etapas da produção do alumínio primário:

Etapa 1: Combinação do coque com o piche para formação de um anodo. Etapa 2: Da Bauxita à Alumina, que é reduzida com energia elétrica com a ajuda de anodos. O resultado é um alumínio que pode ser fundido, extrudado ou laminado.

A produção do alumínio primário ocorre em grandes linhas de produção, onde as cubas de redução são o centro das atenções.

Aqui, o processo de redução transforma a alumina refinada em alumínio. Para tanto, necessitamos três matérias-primas:

  • Óxido de alumínio (alumina)
  • Eletricidade
  • Carbono

O átomo do alumínio encontrado na alumina está ligado ao oxigênio. Para que se possa produzir o alumínio, essas ligações devem ser destruídas através do processo de eletrólise.

Célula de eletrólise

  1. A alumina é transportada às fábricas e, a seguir, para o interior das cubas (contentor de grande porte), onde a alumina é dissolvida em um banho eletrolítico.
  2. A alumina possui alto ponto de fusão e é convertida através do processo de eletrólise. Nas cubas de eletrólise, uma corrente direta muito alta corre entre um polo negativo (catodo) e um polo positivo (anodo), ambos feitos de carbono. O anodo é consumido no processo à medida que reage com o oxigênio na alumina para formar gás carbônico (CO2).
  3. O alumínio líquido resultante é retirado das cubas, utilizando-se veículos especializados, e fundido em lingotes de extrusão, lingotes de laminagem e outros tipos de lingotes, dependendo dos processos a que serão submetidos.  

Quanto alumínio uma metalúrgica pode produzir?

A capacidade das fábricas de redução de propriedade integral e parcial da Hydro varia entre 60.000 e 600.000 toneladas métricas de alumínio por ano. A maior fábrica de redução do mundo pode produzir  até um milhão de toneladas métricas por ano.

Melhores linhas de cubas = maior economia de energia

A produção do alumínio é um processo que requer muita energia. A Hydro trabalha continuamente para aprimorar as suas linhas com o objetivo de melhorar:

  • A eficiência energética
  • O desempenho econômico
  • O impacto ambiental
  • O ambiente de trabalho

A Hydro se orgulha de ser líder, entre os produtores de alumínio, do desenvolvimento e implementação de cubas energeticamente eficientes, com baixo nível de emissões.
A tecnologia desenvolvida pela Hydro é cada vez mais energeticamente eficiente, ajudando a reduzir as emissões de gás de efeito estufa por tonelada de alumínio produzido.

Produção mundial

 

Produção mundial de alumínio: China 42%, África 4%, América do Norte 11%, América do Sul 5%, Ásia 6%, Europa Ocidental 9%, Europa Central e do Leste 10%, Oceania 5%, GAC (Conselho de Alumínio do Golfo)/Região do Golfo 8%

A China é, sem dúvida, o maior produtor mundial de alumínio e também o país que apresenta o maior índice de crescimento.

Quanto alumínio se produz?

Em 2011, a produção mundial de alumínio primário alcançou 44 milhões de toneladas métricas. No mesmo ano, a produção primária da Hydro ficou próxima das duas toneladas métricas, ou seja, 4,5 % da produção mundial.

Produção mundial de alumínio: 44 milhões de toneladas métricas. Hydro: 2 milhões de toneladas métricas.

Quais são os desafios ambientais associados à produção do alumínio primário?

  • Produção e transmissão de energia, incluindo emissões de gases de efeito estufa.
  • Emissões de gás de efeito estufa ligadas ao processo de produção.
  • Emissões de fluoretos, dióxido de enxofre (SO2), poeira e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP).  
  • Efluentes líquidos.
  • Eliminação de resíduos.

Produção, transmissão e consumo de energia

Questões associadas ao fornecimento de energia

A produção do alumínio requer enormes quantidades de energia. Por isso, o custo da energia é um componente importante (20 - 40%) na produção do alumínio.

Muitas vezes, o planejamento de uma fábrica de redução leva ao desenvolvimento de uma fonte local de energia e vice-versa. É por isso que a maioria das fábricas de redução norueguesas está localizada próxima a cataratas, que são utilizadas para a obtenção de energia hidrelétrica.

Num momento em que várias fábricas de redução de alumínio lutam para sobreviver num cenário de preços de energia cada vez elevados, é um enorme desafio para as autoridades criar regulamentação que garanta a permanência das melhores fábricas.

Que impactos a produção de energia tem sobre o meio ambiente?

Ainda que a energia utilizada para a produção de alumínio seja adquirida no mercado, a nossa indústria também é responsável pela pegada ambiental nas fontes de energia.

A Hydro dispõe de estratégia de fontes de energia com as seguintes prioridades:

  • Fontes renováveis de energia (na prática, hidrelétricas)
  • Energia de gás com alto grau de eficiência

Se novas fábricas foram construídas tendo o carvão como base energética, gostaríamos que as condições geológicas permitissem a captura do carbono a largo prazo.

Como planejamos usar menos energia

Aproximadamente 14 kw/h de eletricidade são necessários para a produção de um quilo de alumínio, o equivalente a energia utilizada por 30 televisores durante uma hora.

Graças à eficiência de produção, a Hydro hoje produz alumínio primário a um custo mais baixo do que a maioria dos demais produtores e é um dos fornecedores líderes de produtos de fundição refinados.

Melhorias já reduziram em 70 % o consumo de eletricidade em fábricas de redução em todo o mundo, comparado com a situação há 100 anos.

A Hydro tem planos ambiciosos de reduzir ainda mais o seu consumo de energia. Em Aardal, na Noruega, conseguimos produzir alumínio com 12,5 MWh por tonelada métrica e a tecnologia adotada já está pronta para ser posta em prática em um projeto de redução em larga escala.

A Hydro também vem explorando as possibilidades de recuperação de calor.

As fábricas de redução de Sunndal, Hoeyanger e Aardal, na Noruega, fornecem água quente para o aquecimento de edifícios públicos e esportivos.

Vista aérea da fábrica de alumínio em Sunndal na Noruega.
Fábrica de alumínio de Sunndal, Noruega

Emissões de gases de efeito estufa

O principal gás de efeito estufa produzido por reduções modernas é o gás carbônico (CO2) e a sua maior fonte é o consumo de anodos utilizados na produção.  Além disso, pequenas quantidades de gases de efeito estufa altamente potentes, os perfluorocarbonetos (PFC), são produzidas, quando há distúrbios durante o processo, que costumamos chamar de “efeito anódico”.  A Hydro tenta reduzir o efeito anódico, principalmente através de sistemas de produção satisfatórios e de operadores altamente treinados.

Eletricidade para a fábrica de redução corresponde a aprox. 60% de todas as emissões de CO2.

Para uma fábrica de redução, a eletricidade corresponde a quase 60% de todas as emissões de CO2 havidas durante a produção de alumínio, desde a mina até o metal. (Esta percentagem reflete a média das emissões mundiais, exceto as emissões da China.)

Outras emissões atmosféricas

Além dos gases de efeito estufa, as fábricas de redução também emitem outros gases. Numa redução moderna, o nível dessas emissões pode ser controlado a níveis muito baixos por tonelada métrica de alumínio produzido. Ainda assim, o porte de algumas fábricas é tal que pode haver algum tipo de alteração local.

Os fluoretos são emitidos principalmente nas cubas durante intervenções (como a troca de anodos). As fábricas da Hydro na Noruega estão entre as melhores do mundo quanto a baixos níveis de emissão de fluoretos. As emissões de fluoretos de reduções modernas não são consideradas um risco à saúde humana.

O dióxido de enxofre (SO2) é emitido principalmente pela oxidação do enxofre nos anodos. O SO2 é frequentemente removido através de limpeza com água (do mar, por exemplo). Todas as fábricas da Hydro na Noruega, bem como a fábrica conjunta no Qatar, a Qatalum, possuem esses lavadores, que removem entre 90 e 99 % de todo o SO2.

A poeira é principalmente uma emissão das linhas de cubas e dos sistemas de manuseio de materiais. As partículas mais finas de poeira podem contribuir para distúrbios respiratórios, principalmente no ambiente de trabalho. Melhores sistemas de controle de poeira têm ajudado a reduzir esses problemas de forma significativa na maioria das fábricas nos últimos anos.

Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) são um grupo de compostos de alcatrão que podem causar câncer, porém, a antiga tecnologia de fundição que gerava emissões de HAP já foi praticamente eliminada. A produção de anodos também é fonte de HAP, mas sistemas mais eficientes reduziram essas emissões a um nível mínimo.

As fábricas de Sunndal, Aardal e Qatalum adotam oxidantes térmicos regenerativos (OTR), para eliminar o HAP de forma eficiente do ponto de vista energético.

Utilização da água nas fundições

Em muitas partes do mundo, a utilização de água doce é restrita. Para atender a esse desafio, foram desenvolvidos sistemas de tratamento de água, que permitem a sua reutilização. As novas fábricas de redução normalmente são construídas com base na descarga zero de água doce de processo e apenas adquirem a água necessária para substituir a evaporação e outras pequenas perdas. A Qatalum, por exemplo, conta com esta tecnologia.

A maior parte das fábricas da Noruega está localizada em áreas com abundância de água doce. Por isso, utilizam sistemas de aberto de resfriamento.

Resíduos das fábricas de redução

  • As reduções de alumínio geram resíduos sólidos.
  • A cada 5 a 8 anos, as cubas requerem novo revestimento interno.

O carbono do revestimento antigo dos fornos é considerado resíduo perigoso porque contém fluoretos, cianetos, HAP e metais reativos.

Para minimizar esses resíduos, a Hydro vem trabalhando para que as cubas durem mais tempo. Além disso, outras indústrias também podem utilizar parte do revestimento antigo na sua própria produção.

Exemplo:
A indústria de cimento pode utilizar o carbono do revestimento de cubas usado (SPL, na sigla em inglês) como fonte de energia. Na fábrica conjunta que temos no Brasil, a Albras, localizada no Estado do Pará, entregamos o revestimento usado para fábricas de cimento locais, que utilizam o SPL como combustível alternativo e matéria-prima.

O objetivo da Hydro é eliminar, até 2020, a entrega desse material a aterros.

Resíduos de alumínio reciclados como matéria-prima

Escória é o resíduo removido do processo de fundição. A escória possui alta concentração de alumínio, o qual é recuperado em fábricas de reciclagem especializadas. Este processo de recuperação gera resíduos que contêm óxido de alumínio, sais e vestígios de metal. Tais resíduos são utilizados como matéria-prima para diferentes operadores cujos produtos são feitos a partir de resíduos processados.

Além do SPL e da escória, a produção do alumínio também gera uma série de outros resíduos.

Rígidos controles nas fábricas têm por objetivo reduzir os resíduos gerados pela produção de alumínio, tornando-os reutilizáveis na produção, ou tornando-os úteis para outras indústrias.


Actualizado: outubro 11, 2016