De onde se obtém o cobre?

O cobre é um metal de transição de cor avermelhada e brilho metálico. Devido à sua elevada condutividade elétrica e maleabilidade, é o material mais utilizado tanto para fabricar cabos elétricos, como outros componentes elétricos e eletrônicos.

É o terceiro metal mais consumido no mundo, depois do ferro e do alumínio.

Como se obtém o cobre?

Os principais países produtores de cobre são o Chile, a China, o Peru, os Estados Unidos e a República Democrática do Congo. É extraído das minas, onde pode estar formando minerais sulfurados ou oxidados.

Os minerais oxidados, cuprita (Cu2O) e óxido de cobre (CuO), encontram-se na parte superior da crosta terrestre, enquanto os sulfurados, as pirites (calcosita (Cu2S) e covelita (CuS), se encontram debaixo da camada freática. Além disso, nestas minas é possível encontrar minerais de malaquita (Cu3(CO3)2(OH)2), azurita (Cu2CO3(OH)2) e bornita (Cu5FeS4).

O processo de obtenção do cobre depende de se encontrar na forma de minerais oxidados ou sulfurados. Se é encontrado na forma de óxidos, obtém-se por um processo hidrometalúrgico, enquanto que se encontrado na forma de sulfuretos, obtém-se por um processo pirometalúrgico.

Etapas do processo pirometalúrgico

  • Concentração. O composto metálico é aquecido até uma certa temperatura, mas sem atingir a fusão. Desta forma, eliminam-se alguns compostos voláteis e consegue-se eliminar parte do enxofre.
  • Ustulação parcial, seguida de fusão a mate. A tostagem parcial permite reduzir ainda mais o teor de enxofre. Depois, com a fusão, a mate consegue concentrar o cobre. Ela é um concentrado que contém a maior parte do cobre e outros metais preciosos.
  • Ustulação à morte. Converte-se todo o enxofre em sulfetos, que é insolúvel em ácidos, em sulfatos e óxidos, para em seguida serem eliminados utilizando ácidos.
  • Ustulação por fluidificação. Passa-se ar comprimido para que os grãos de compostos metálicos se separem.
  • Fusão do cobre. Concentra-se o cobre, pois quando se fundem os compostos metálicos, fica um sobrenadante de compostos leves chamado escória, que pode ser separado de forma simples. No fundo, há um concentrado de cobre e outros metais.
  • A conversão do mate. Consiste em uma série de processos (injeção de gás natural, aquecimento, eletrolíticos) para concentrar e purificar o cobre até convertê-lo em cobre blister, que é um cobre com aproximadamente 99,5% de pureza.
  • Refinação redutora. Remove-se o oxigênio do cobre blíster por transferência com gás propano, que é queimado junto ao oxigênio. Desta forma, o metal obtido tem uma pureza de 99.5% de cobre.
  • Refinação eletrolítica. É usada para obter cobre de pureza 99,99% e para recuperar metais preciosos. Consiste na dissolução de ânodos de cobre para que o mesmo se deposite sobre cátodos de cobre.

Etapas do processo hidrometalúrgico

  • Lixiviação. Os íons metálicos que contêm um mineral são extraídos através da utilização de ácidos.
  • Purificação e concentração. Concentra-se e purifica-se a solução de íons metálicos obtida após o processo de lixiviação e obtém-se uma solução mais concentrada em cobre.
  • Eletrólise. A solução concentrada é submetida à eletrólise com ânodos de mistura de chumbo com antimônio e cátodos de cobre metálico. Obtém-se cobre sólido com uma pureza de 99,99%.
  • Reciclagem. O cobre é 100% reciclável. Quando os resíduos são de cobre puro, são derretidos diretamente. Se o resíduo contiver óxido, também se funde e forma ânodos que se tornarão mais puros quando submetidos à eletrorrefinação. Quando obtido a partir de ligas como latão ou bronze, derrete-se, retira-se o cobre e passa-se de novo pelo processo de refinação.

Propriedades do cobre

Propriedades físicas do cobre

  • É o segundo elemento de maior condutividade elétrica e térmica, depois da prata.
  • Pode formar misturas com outros metais.
  • É resistente à corrosão e à oxidação.

Propriedades químicas do cobre

  • Apresenta principalmente estado de oxidação 2+, mas, também pode reagir com estado de oxidação 1+.
  • Quando exposto ao ar, forma inicialmente óxido cuproso (Cu2O) e depois forma óxido cúprico (CuO).
  • Quando exposto muito tempo ao ar forma carbonato cúprico(CuCO3), que é venenoso.
  • Reage com ácido sulfúrico para formar sulfetos.
  • O ácido cítrico dissolve o óxido de cobre.

Propriedades mecânicas do cobre

  • É fácil de mecanizar.
  • É dúctil e maleável, o que permite fabricar fios e camadas muito finas.
  • É um metal macio.
  • Suporta processos de laminação e soldagem, bem como tratamentos térmicos.
  • Suas propriedades mecânicas melhoram em baixas temperaturas.

Aplicações e usos do cobre

  1. Agricultura. O sulfato de cobre (CuSO4) é utilizado como fertilizante e pesticida, bem como conservante da madeira.
  2. Moedas. Desde a Idade Antiga, o cobre metálico foi usado na fabricação de moedas.
  3. Eletricidade. O cobre é utilizado para fabricar cabos elétricos. Além disso, é também utilizado para fabricar componentes de geradores, motores e transformadores.
  4. Telecomunicações. Muitos cabos telefônicos são fabricados de cobre.
  5. Informática. Os equipamentos informáticos têm cobre nos seus circuitos integrados e nos cabos internos.
  6. Meios de transporte. O cobre é utilizado para fabricar radiadores e parte dos componentes elétricos dos veículos de transporte.
  7. Construção. O cobre, por sua resistência à corrosão e suas propriedades antibacterianas, é utilizado para fabricar encanamentos de água. Neste sentido, substitui o chumbo, que pode causar envenenamento.
  8. Decoração. É utilizado na construção de fachadas, telhados, portas e janelas, com uma função decorativa. Também é usado como sulfato de cobre para decoração de azulejos e cerâmica.

Mistura de cobre

Existem muitas misturas de cobre, que são utilizadas com diferentes objetivos. Algumas são:

  • Latão. É uma combinação de cobre com zinco e 2% ou 3% de outros metais. O latão tem maior resistência à corrosão do que o cobre puro. Além disso, permite conexões herméticas. É utilizado para tubos de água, aquecimento e gás.
  • Bronze. É uma combinação de cobre com estanho. O bronze tem maior dureza, durabilidade e resistência à corrosão do que o cobre. É utilizado em produtos de fundição.
  • Alpaca. É uma combinação de cobre com níquel e zinco. Também chamada de prata alemã, a alpaca é utilizada na fabricação de talheres, moedas e instrumentos musicais. Além disso, devido à sua resistência à corrosão, é utilizada também em centrais elétricas, na canalização e na indústria química.

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Referências

Como citar?

As citações ou referências aos nossos artigos podem ser usadas de forma livre para pesquisas. Para citarnos, sugerimos utilizar as normas da ABNT NBR 14724:

ONDARSE ÁLVAREZ, Dianelys. De onde se obtém o cobre?. Enciclopédia de Exemplos, 2024. Disponível em: https://www.ejemplos.co/br/de-onde-se-obtem-o-cobre/. Acesso em: 26 maio, 2024.

Sobre o autor

Autor: Dianelys Ondarse Álvarez

Licenciada em Radioquímica (Instituto Superior de Ciências e Tecnologias Aplicadas. Havana, Cuba). Doutora em Ciência e Tecnologia (Universidad Nacional de Quilmes, Buenos Aires, Argentina).

Traduzido por: Cristina Zambra

Licenciada em Letras: Português e Literaturas da Língua Portuguesa (UNIJUÍ).

Data de publicação: 9 abril, 2024
Última edição: 3 maio, 2024

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