12º Congresso Brasileiro de Mineração – BH -25/09/2007
GRAFITE – PRODUÇÃO X DEMANDA
Elaborado por: Sandio Pereira, Gerente de Marketing da Nacional de Grafite Ltda
[email protected]
12º Congresso Brasileiro de Mineração – BH -25/09/2007
SUMÁRIO
I – Introdução
II – Propriedades e usos industriais
III – Produção e Demanda mundial
IV – Preços
V – Produção Brasileira
VI – Considerações Finais
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I – Introdução
•Grafite é um mineral macio também conhecido pelos nomes de grafita, carbono
mineral e plumbagina.
•Grafite é uma das quatro formas de carbono cristalino, as outras são:
Carbono
Diam ante
G rafite
"Fullerenes"
•Os principais tipos de grafite são:
Grafite
Grafite
Sintetico
Grafite
Natural
Grafite
Amorfo
Grafite
Cristalino
Grafite
"Flake"
Grafite de
Veio
"Nanotubes"
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I – Introdução
•Os diferentes tipos de grafite natural sao distinguidos por características físicas
distintas, resultantes principalmente de diferencas na ocorrência geológica;
•A Grafita amorfa é formada pelo metamorfismo térmico do carvão;
•A Grafita de flake cristalino ocorre mais comumente nas rochas metamórficas,
como calcarios cristalinos (marmores), xistos e gnaisses;
•A Grafita em “Lump” ocorre em veios e acredita-se ser hidrotermal em sua
origem;
•A Grafita tem em sua composição principalmente carbono, podendo ser
contaminada pelo óxido de ferro, argila ou outros minerais;
•A palavra grafite é derivada da palavra grega “graphein” = escrever;
• A grafite é o elemento não metálico de maior condutividade elétrica e térmica e é
quimicamente inerte;
• A grafite é também produzida sinteticamente do coque de petróleo. A grafite
sintética é um competidor da grafite natural em numerosas aplicações;
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II – Propriedades e usos Industriais
•A estrutura básica da grafite consiste de grupos hexagonais de atomos de carbono,
os quais formam grades planares estáveis com ligações fracas entre camadas
(forcas de Van der Waals). Veja abaixo:
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II – Propriedades e usos Industriais
•As propriedades únicas da grafite, resultante de sua distinta estrutura em camadas e sua
inércia química, fazem da mesma o material escolhido para muitas aplicações:
•Excelente condutividade elétrica e térmica;
•Excelentes propriedades lubrificantes, particularmente a elevada
temperatura e pressão;
•Alta resistência a oxidação e durabilidade contra agressividades químicas;
•A habilidade de moléculas químicas serem intercaladas entre as camadas da
grafite (entre os Grafenos);
•Ambientalmente amigável e não apresenta riscos à saúde;
• Não apresenta riscos de explosão;
• Todas essas propriedades combinadas fazem da grafite desejável para muitas aplicações
industriais, e tanto o grafite natural como o sintético possuem usos industriais;
• A principal área de aplicação da grafite natural é na industria de refrátarios, seguido de
perto pela área de fricção. Outras areas de aplicaçao incluem: baterias, celúlas de
combustível, aditivos de carbono, lubrificante,etc.
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II – Propriedades e usos Industriais
• A condutividade elétrica e a propriedade lubrificante permitem seu
uso como principal material na fabricação de escovas para motores
elétricos;
• Uma vez que a grafite é extremamente resistente
contra ácidos e a oxidação, é ideal sua aplicação em
gaxetas trabalhando em ambientes ácidos;
•Em pastilhas de freio a excelente condutividade térmica da grafite
contribui para reduzir desgaste prematuro, e como é
ambientalmente neutra e livre de halogênios pode ser reciclada e a
disposição no meio ambiente não apresenta riscos;
• A grafite é usada na fabricação de plásticos anti-estáticos,
plásticos condutivos e borrachas, tinta eletrostática, blindagens
condutivas de cabos de forca, chaves de membrana, etc.;
•A grafite reflete um amplo espectro de
radiações eletromagnéticas;
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II – Propriedades e usos Industriais
•Devido a estrutura em camadas da grafite, atomos ou pequenas moleculas podem ser
introduzidos entre as camadas de carbono. Durante esse processo de Intercalação um
produto chamado grafite Expansível é produzido. Veja abaixo:
• A principal utilização da grafite expansível é como retardante de fogo em
espumas isolantes, carpetes, téxteis, produtos de borracha, etc.
• Os novos campos de aplicação da grafite incluem: grafite magnética, nanotubos
de carbono, grafite esférica, etc.
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II – Propriedades e usos Industriais
Aplicação
Baterias
Aditivos de carbono
Panelas de carbono
Escovas de carbono
Catalises
Tecidos e fibras
Coberturas
Cadinhos
Eletrodos
"Foils"
Retardantes de fogo
Materiais de friccao
Celulas de combustivel
Moldes
Ladles
Lubrificantes
Tintas
Lapis
Plasticos e resinas
Metalurgia do Po
Refratarios
Retortas
"Flake" cristalino Amorfo "Lump" Sintetico
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Fonte: Industrial Minerals Nov 2000 e Industrial Minerals Handybook III
Tab.03 – Principais campos de aplicação do grafite (natural e sintética).
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III – Produção e Demanda mundial
• A China é o principal produtor de grafite natural, com 68% da produção mundial. A
Índia é o segundo do ranking, com 11%, seguido por Brasil, Coréia do Norte e Canadá.
• Esses 05 paises respondem por cerca de 92% da produção mundial.
• O mercado de grafite natural estava próximo do balanço entre fornecimento-demanda
em 2006.
• A China domina a produção mundial de grafite tipo “flake” e amorfo, com acesso a
recursos substanciais e baixo custo de mão-de-obra, sendo provavelmente o foco de
futuros investimentos.
• Nota característica deste mercado é que os principais importadores de grafite natural,
são também exportadores, sendo: Japão, USA, UK, Alemanha e Franca.
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III – Produção e Demanda mundial
País
Áustria
2001
2002
2003
2004
2005
2006
116,00
100,00
100,00
-
-
-
Brasil, vendável
70.091,00
60.922,00
70.739,00
76.332,00
77.000,00
76.000,00
e
35.000,00
25.000,00
25.000,00
28.000,00
30.000,00
30.000,00
450.000,00
629.000,00
710.000,00
700.000,00
720.000,00
720.000,00
17.000,00
16.000,00
9.000,00
10.000,00
10.000,00
5.000,00
3.190,00
3.312,00
2.840,00
3.155,00
3.200,00
3.000,00
140.000,00
130.000,00
110.000,00
120.000,00
130.000,00
120.000,00
Coréia, Norte
25.000,00
25.000,00
25.000,00
30.000,00
32.000,00
32.000,00
e
2.013,00
2.000,00
15.000,00
15.000,00
15.000,00
15.000,00
21.442,00
14.065,00
8.730,00
14.769,00
11.143,00
13.000,00
2.500,00
2.400,00
2.400,00
2.300,00
2.300,00
2.000,00
6.585,00
3.619,00
3.387,00
3.400,00
3.000,00
3.000,00
15.000,00
1.393,00
942,00
1.000,00
6.000,00
30.000,00
7.500,00
7.500,00
7.500,00
7.500,00
8.000,00
8.000,00
11.836,00
9.912,00
7.675,00
10.267,00
6.000,00
6.000,00
8.437,00
2.055,00
968,00
1.607,00
2.000,00
2.000,00
815.710,00
932.278,00
999.281,00
1.023.330,00
1.055.643,00
1.065.000,00
Canadá
e
China
República Tcheca
e
Alemanha, vendável
e, 3
Índia, corrida da mina
e
Madagascar
México, amorfo
e
Noruega
Sri Lanka
Turquia, corrida da mina
5
e
Ucrânia
Zimbábue
Outros Países
Total
Fonte: USGS Minerals Yearbook.
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III – Precos
• Os preços do grafite natural cristalino (“flake”) vem aumentando nos últimos 03 anos.
Veja abaixo:
1
PREÇOS (USD/ ton) REPRESENTATIVOS DE GRAFITE NO FINAL DO ANO
Tipo
2004
2005
2006
2007
Flake Cristalino grande, 94% a 97% carbono, +80 mesh
570-750
660-795
800-950
800-950
Flake Cristalino grande, 90% carbono, +80 mesh
480-550
570-655
570-655
570-655
Flake Cristalino médio, 94% a 97% carbono, +100-80 mesh
560-640
630-710
730-810
730-810
Flake Cristalino médio, 90% carbono, +100-80 mesh
370-410
440-495
440-495
440-495
Flake Cristalino médio, 85% a 87% carbono, +100-80 mesh
230-350
450-555
420-475
420-475
Flake Cristalino fino, 94% a 97% carbono, +100 mesh
450-600
525-640
600-750
600-750
Flake Cristalino fino, 90% carbono, -100 mesh
350-400
410-475
410-475
410-475
Pó amorfo, 80%/85% carbono
NA
240-260
240-260
240-260
Sintético 99,95% carbono, fronteira Suíça
NA
2,007
1-CIF porto Europeu (FCL - Full Container Load)
Fonte: 2004 e 2005 – USGS Minerals Yearbook; 2006 e 2007 – Minerals Pricewatch.
3,00-10,00 3,25-11,50
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III – Preços
• A imposição, pela China, de sobretaxas a exportação de grafite, já começou a refletir
nos preços de alguns tipos de flake a partir do mês de Agosto de 2007, sendo:
•Flake cristalino grande, 94 a 97% carbono, +80 mesh – 880-990 USD/mt
•Flake cristalino medio, 94 a 97% carbono, +100-80 mesh – 800-900 USD/mt
•Flake cristalino fino, 94 a 97%% carbono, +100 mesh – 650-800 USD/mt
• Outro fator que tem contribuído com o aumento dos preços no mercado mundial, é a
situação dos portos na China e o aumento dos preços dos fretes marítimos;
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III – Produção Brasileira
•O Brasil detém uma posição privilegiada no quadro das reservas mundiais, com
destaque para os seguintes minerais:
Fonte: DNPM, Sumario Mineral 2005.
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III – Produção Brasileira
•Em termos de produção, o Brasil é auto-suficiente na maioria dos minerais e gera
excedentes exportáveis, inclusive da Grafita. Veja abaixo:
Fonte: DNPM, Sumario Mineral 2005.
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III – Produção Brasileira
•A maior empresa brasileira produtora de grafita natural beneficiada é a Nacional de
Grafite Ltda., que lavra grafita natural nos municípios de Itapecerica, Pedra Azul e Salto
da Divisa, todos no estado de Minas Gerais.
•As demais empresas produtoras foram: a Grafita MG, que lavra grafita nos municípios
de Serra Azul e Mateus Leme, em Minas Gerais e a Extrativa Metalquímica S/A,
localizada em Maiquinique no estado da Bahia.
•A atual produção brasileira atende a demanda interna de grafite natural do tipo “Flake”
cristalino e gera um excedente exportável.
•Vejam abaixo dados da produção por estado:
Fonte: DNPM, Sumario Mineral 2005.
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III – Produção Brasileira
•Vejam abaixo dados da quantidade comercializada por estado e volumes de exportação
da grafita :
QUADRO COMPARATIVO
PRODUÇÃO QUANTIDADE COMERCIALIZADA - GRAFITA - TONS
2004**
2003**
2002**
2001**
Brasil -TOTAL
Minas Gerais
Bahia
54.180,00
48.244,00
44.477,00
31.643,00
51.815,00
46.032,00
44.477,00
31.597,00
2.364,00
2.213,00
Fonte: DNPM, Sumario Mineral 2005.
Fonte: DNPM, Sumario Mineral 2005.
45,00
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VI – Considerações Finais
•Aplicações em refratários formam o maior mercado para o uso da grafite natural. Nesta
área de aplicação, avanços tecnológicos vêm reduzindo o consumo de refratários por
tonelada de aço produzida.
•Espera-se que o aumento previsto na fabricação e venda de veículos híbridos e elétricos
aumente a demanda de grafite de alto grau de pureza em células de combustível e
aplicações em baterias.
•Células de combustível são um uso final de alto potencial de crescimento e altos
volumes de grafite (natural e sintético), mas atualmente são um porção muito pequena
do consumo total.
•A demanda global de grafite usada em baterias pode aumentar para mais de
25.000t/ano, nos próximos 4 a 5 anos. Espera-se que esta demanda se espalhe entre os
dois principais setores consumidores – baterias alcalinas e baterias de íon lítio.
•Os mercados de grafite usada em borracha e plásticos estão crescendo, com expectativa
de crescimento continuo.
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VI – Considerações Finais
•A uma tendência na industria em direção a grafites de maior pureza e de especificações
consistentes, utilizadas em aplicações especializadas e de alta tecnologia.
•Grafite de alta pureza tem aplicações em avançados compósitos de carbono-grafite
•De fato, as aplicações para a grafite parecem não ter limites, já estamos falando de
aplicações para: nanotubos de carbono, grafenos, grafite magnética e esférica, etc.
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Obrigado a todos!