Metales No Ferrosos

METALES NO FERROSOS

Los no ferrosos son todos los metales y aleaciones que no tienen en su composición química Hierro.

Los metales no ferrosos principalmente los más importantes son 7: cobre, zinc, plomo, estaño, aluminio, níquel y manganeso. Hay otros elementos que con frecuencia se fusionan con ellos para preparar aleaciones de importancia comercial.

También hay alrededor de 15 metales menos importantes que tienen usos específicos en la industria.

Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos: Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³. Ligeros: su densidad está comprendida entre 2 y 5 kg/dm³. Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³

METALES NO FERROSOS PESADOS:

Estaño (Sn):

Características: su densidad, su punto de fusión alcanza los 231ºC, tiene una resistencia de tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color brillante pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde, en temperatura ambiente es muy blando y flexible, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo, por debajo de -20000ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris. Este proceso se conoce como peste de estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito de estaño.

Su estructura cristalina se pone de manifiesto al doblar una barra ya que se escucha el rozamiento de cristales entre sí.

Puede ser laminado, es estable y resistente a los agentes atmosféricos pero puede ser atacado por ácidos y productos alcalinos.

Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre y estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%) Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger el acero contra la oxidación.

Proceso de obtención:

Se extrae básicamente de la casiterita, que es un óxido de estaño pero su riqueza en estaño es muy baja.

Es necesario concentrarlo por su baja riqueza. Para ello se tritura y se lava.

Después se somete a un proceso de tostación para eliminar los sulfuros. A continuación se reduce en un horno de reverbero, usando antracita. Se moldea en bloques.

El proceso de afino se lleva a cabo en una cuba electrólitica, el ánodo está formado por planchas de estaño bruto y el cátodo por láminas de estaño puro.

Cobre (Cu):

Características:

Se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita.

Cuprita: Compuesta básicamente por óxido de cobre. Se presenta en masas terrosas de color rojo. Contiene un 88% de riqueza, pero es muy escasa.

Calcopirita: Sulfuro mixto de hierro y cobre. De color amarillento. Es la principal mena del cobre.

Malaquita: Mezcla de carbonato y óxido de cobre. Se presenta en masa cristalinas de color azul y es muy buena mena de cobre.

Cobre puro: Es un metal pardo rojizo. Escaso y suele encontrarse en el fondo de algunos yacimientos de otros minerales de cobre.

Su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 kg/mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.

Aleaciones y aplicaciones:

Algunos ejemplos de dónde pueden encontrarse los rollos de cobre son:

Electroimanes: Cerraduras, grúas para chatarra, timbres eléctricos.

Motores: Bombas, utensilios domésticos (lavadoras, lavavajillas, neveras, aspiradoras), coches (motores de arranque, limpiaparabrisas, elevalunas eléctricos), ordenadores (unidades de disco, ventiladores), sistemas de entretenimiento (reproductores de CD y DVD).

Proceso de obtención:

Se utilizan dos técnicas: la vía húmeda y la vía seca dependiendo de la riqueza de los minerales empleados.

 La vía húmeda se emplea cuando el contenido en cobre es bajo (3% y el 10% de riqueza). Se trata de disolver el material con ácido sulfúrico y después aplicar electólisis para recuperar el cobre.

 La vía seca sólo se puede utilizar si la riqueza del mineral supera el 10%. Es el más utilizado.

Obtención del cobre por vía seca:

Se tritura y muele el mineral para reducirlo a polvo. A continuación se introduce en la cámara de flotación en la que el cobre se concentra en la superficie y la ganga se hunde.

Después se somete a un proceso de tostación para eliminar el azufre y formar óxidos de hierro y de cobre.

El óxido de cobre se introduce en un horno de reverbero para cocinarlo y eliminar las impurezas.

El sulfuro de cobre se somete a un proceso de reducción y se obtiene el cobre bruto mezclado con algo de óxido de cobre.

Afino

Se lleva a cabo en dos fases: la fase térmica y la fase electrolítica.

En la fase térmica el cobre bruto se introduce en hornos de afino en los que se reduce el óxido de cobre residual, mediante gas natural. El cobre que sale del convertidor se vierte en moldes especiales para obtener planchas que serán utilizados como ánodo en la cuba electólica.

En la fase electólica se produce el afino final. El ánodo procede de los moldes de la fase anterior y el cátodo está formado por planchas de cobre puro.

De este modo se consigue cobre electolítico con una pureza superior el 99,85%.

Cinc (Zn):

Características:

Se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 kg/dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 kg/mm², y en las piezas forjadas de 20 kg/mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.

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