EL COBRE.

EL COBRE.

El cobre, y sus aleaciones, es uno de los materiales no ferrosos que se caracteriza por su alta conductividad eléctrica y térmica; su maleabilidad, su ductilidad; así como su  alta acción antimicrobiana.

Por estos motivos es empleado en la fabricación de cables eléctricos; así como, accesorios de plomería, grifería y cerrajería.

En la naturaleza encontramos al cobre en forma de Sulfuros Cobre, especialmente la calcopirita y también existen minerales de Óxido de Cobre, destacando la Malaquita y la Cuprita. El cobre puro tiene un color rojizo metálico que lo caracteriza de los demás metales no ferrosos.

En la industria de la construcción, el empleo del cobre puro, se ve limitado como conductor eléctrico; sin embargo, podemos encontrarlo en forma de aleaciones como el bronce y el latón. El cobre y sus aleaciones se caracteriza por:

                                   Resistente a la corrosión:

  El cobre no se ve alterado por la corrosión ya que los distintos medios que lo rodean no deterioran sus propiedades físicas ni químicas. El cobre y sus aleaciones pertenecen al grupo de metales que son más resistentes que otros a la corrosión gracias a una película protectora que crece naturalmente en ciertos medio ambientes.

Por esta razón los productos fabricados en base a cobre tienen una vida útil muy larga, ya que conservan sus características originales con el paso del tiempo.

El cobre es de los metales más usados en la fabricación de tuberías, ya que tiene la menor tendencia a la corrosión y permanece inalterado frente a condiciones que hacen que otros metales se corroan.

Conductividad eléctrica:

La principal propiedad del cobre es su alta conductividad eléctrica y capacidad de transmisión de voz y datos.  Su extraordinaria conductividad (del 100% en el cobre puro) es solo superada por la plata, por lo que su uso más extendido se da en la industria eléctrica.

Conductividad térmica

El cobre es un excelente conductor térmico ya que permite que el calor se distribuya uniformemente a lo largo de su superficie. Esto hace que sea muy valorado para calentar o enfriar eficazmente un líquido o gas.

Esta propiedad en combinación con otras —como el ser fuerte, resistente a la corrosión y no magnético— permite su uso en aleaciones destinadas a la construcción de maquinaria especializada y piezas para procesos industriales.

Maleabilidad y Ductilidad

El cobre es dúctil ya que es capaz de alargarse y estirarse. También es maleable ya que de él se pueden obtener láminas muy delgadas. De hecho, ocupa el cuarto lugar entre los metales más maleables, después del: oro, plata y platino, y antes que el estaño, plomo, zinc, hierro y níquel.

Sus características tecnológicas más importantes son su aptitud para la elaboración secundaria por extrusión, laminación, trefilación y fabricación de curvas y embocinados; su solubilidad en fase sólida le permite unirse a otros metales para formar aleaciones.

Su capacidad de deformarse en caliente y en frío, permite que el trabajo en cobre sea relativamente fácil, pudiendo adaptar su grosor y forma a las distintas necesidades.

Bactericida:

El cobre evita la proliferación de ciertas bacterias, limitando su crecimiento o inactivándolo. Tiene una acción bactericida contra ciertos agentes infecciosos como la Escherischa colli (bacteria causante de diarreas) y el vibrión del cólera, cualidad que no tienen otros materiales como el PVC (plástico) o el aluminio. Muchas especies de bacterias dañinas, moho, algas y hongos son inactivados, y otros tienen una tasa de 0% de supervivencia.

El contacto permanente de nuestras manos con accesorios de cobre o sus aleaciones (pasamanos, barras, muros, griferías, manillas), nos protege en forma natural de microorganismos que no podemos ver a simple vista. Por eso, el cobre ha jugado un rol significativo y a veces sorprendente en mejorar la salud pública. Sus propiedades antimicrobianas ayudan a proteger contra infecciones en hogares, en el trabajo, en hospitales y contra enfermedades importantes para varios cultivos agrícolas.

Reciclable:

El cobre es un material 100% reciclable, que permite recuperar metales de sus aleaciones y que mantiene sus propiedades (químicas y físicas) en el reciclo.

Virtualmente todos los productos hechos de cobre pueden ser reciclados, en todas las etapas del ciclo de vida del producto que componen. Si el residuo es cobre puro y no ha sido contaminado con otros metales, se puede generar un producto de alta calidad a partir de él. Igualmente, si el residuo se mantiene segregado y consiste de solo una aleación, es más fácil transformarlo en un producto de buena calidad. Esta propiedad resulta especialmente beneficiosa para el medio ambiente y la industria de la construcción, al generar menos residuos y permitir el ahorro de energía.

PRODUCCIÓN (FABRICACIÓN).

El proceso de obtención del cobre tiene las siguientes etapas:

Exploración:

Consiste en la identificación de yacimiento y las características en el que  mineral se encuentra, el cual puede ser sulfurado u oxidado, esto determinara la forma de explotación y tratamiento.

Trituración del mineral.

Consiste en la remoción y fragmentación de la roca que consiste en la fragmentación de la roca hasta la obtención de una partícula con un tamaño de 1 1/2” a 3/4”, empleando para ellos un proceso de trituración primario y secundario (eventualmente terciario).

Extracción del mineral.:Si el mineral de cobre se encuentra como oxido, el proceso de extracción es el siguiente:

Lixiviación:

Cuando el mineral de cobre se presenta como un oxido, el proceso de obtención es a través de la  lixiviación. Para ello se apila el material formando una pila, para luego ser irrigado con una solución  de agua y ácido sulfúrico, esta etapa es conocida como proceso de curado; e inicia el proceso de sulfatación del cobre contenido en los minerales oxidados.

El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad de cobre lixiviable. El material restante o ripio es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre.

Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.

De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente.

• Purificación y Concentración:

Para extraer el cobre de la solución PLS, ésta se mezcla con una solución de parafina y resina orgánica. La resina de esta solución captura los iones de cobre en forma selectiva. De esta reacción se obtiene por un lado un complejo resina-cobre y por otro una solución empobrecida en cobre que se denomina refino, la que se reutiliza en el proceso de lixiviación y se recupera en las soluciones que se obtienen del proceso.

El compuesto de resina-cobre es tratado en forma independiente con una solución electrolito rica en ácido, el que provoca la descarga del cobre desde la resina hacia el electrolito (solución), mejorando la concentración del cobre en esta solución.

• Electroobtención (electrolisis):

La solución electrolítica que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre (Cu SO4) es llevada a las celdas de electroobtención que son estanques rectangulares, que tienen dispuestas en su interior y sumergidas en solución, unas placas metálicas de aproximadamente 1 m2 cada una.

Estas placas corresponden alternadamente a un ánodo y un cátodo. Los ánodos son placas de plomo que hacen las veces de polo positivo, ya que por éstos se introduce la corriente eléctrica, en tanto que los cátodos son placas de acero inoxidable, que corresponde al polo negativo, por donde sale la corriente.

Todas las placas están conectadas de manera de conformar un circuito por el que se hace circular una corriente eléctrica continua de muy baja intensidad, la que entra por los ánodos y sale por los cátodos.

El cobre en solución (catión, de carga positiva +2: Cu+2) es atraído por el polo negativo representado por los cátodos, por lo que migra hacia éstos pegándose partícula por partícula en su superficie en forma metálica (carga cero).

Una vez transcurridos seis a siete días en este proceso de electroobtención, se produce la cosecha de cátodos. En este tiempo se ha depositado cobre con una pureza de 99,99% en ambas caras del cátodo con un espesor de 3 a 4 cm, lo que proporciona un peso total de 70 a 80 kg por cátodo.

Cada celda de electroobtención contiene 60 cátodos y la cosecha se efectúa de a de 20 cátodos por maniobra. Los cátodos son lavados con agua caliente para remover posibles impurezas de su superficie y luego son llevados a la máquina despegadora, donde en forma totalmente mecanizada se despegan las hojas de ambos lados, dejando limpio el cátodo permanente que se reintegra al ciclo del proceso de electroobtención.

Los cátodos de cobre son apilados y embalados mediante zunchos metálicos para su transporte final al puerto de embarque, mediante camiones o ferrocarril. Previamente, se efectúa un muestreo sistemático de algunos cátodos para determinar su contenido de cobre, que debe ser de 99,99%, e impurezas (menos de 0,01%, principalmente azufre).

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