Ontención de hierro

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      INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ

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Asignatura[pic 5]

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No.

Tema desarrollado

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Fecha: [pic 10]

Introducción.

En esta actividad presentada conoceremos sobre el hierro, acaparando temas de interés para su obtención y conociendo la forma en la cual este poco a poco fue adueñándose del mundo y terminó formando parte de nuestro día a día.

El hierro es un mineral de primera necesidad para el ser humano, este posee características increíbles que lo convierten en un material fundamental para el pasado, presente y futuro. Gracias a nuestros antepasados se pudo conocer la versatilidad y maleabilidad que este material posee pues funciona para todo tipo de construcciones, inventos, utensilios, herramientas, etc. Con el hierro podemos lograr cosas increíbles e ir revolucionando la industria como lo ha hecho desde sus inicios, creando nuevos y mejorados sistemas de producción, maximizando su oferta y demanda, entre otras cosas.

Generalidades del proceso.

El hierro es un metal y como tal no se encuentra en estado puro en la naturaleza, sino que está formando parte de numerosos minerales. Existen muchos minerales que contienen hierro. Para que un mineral pueda ser utilizado para la obtención de hierro metálico ha de cumplir dos condiciones:

• Ha de ser un mineral muy abundante
• Ha de presentar una elevada concentración de hierro puro

Los minerales más utilizados en la actualidad son dos óxidos, la hematita (Fe2O3) y magnetita (Fe304), la limonita, que es un hidróxido de hierro de fórmula (FeO·OH nH2O) y la siderita o carbonato de hierro (FeCO3).

Una vez extraídas estas rocas tal cual están en la naturaleza han de ser sometidas a numerosos procesos para poder obtener el hierro que tienen en su estructura.

La primera etapa de este proceso consiste en la extracción en las minas de los distintos minerales que contienen hierro. En ellas el mineral, al que llamaremos mena, se encuentra formando parte de las rocas, las cuales además de la mena contienen componentes no útiles llamados gangas. Ambas partes deben ser separadas, para lo que habitualmente se pueden emplear dos métodos:

• Imantación: en primer lugar, se tritura la roca y se hace pasar por un campo magnético aquellos productos que contengan hierro se separarán de las otras rocas.
• Separación por densidad: una vez triturada, la roca se sumerge en agua. Al tener la mena distinta densidad que la ganga, ésta se separa del mineral de hierro.

Extracción:

La explotación del mineral se realiza por el método de minado a cielo abierto. Para desprender el mineral es necesario primeramente barrenar en los puntos seleccionados para colocar los explosivos y posteriormente realizar el tumbe por medio de voladuras, el rezagado se efectúa por medio de traxcavos, el llenado de camiones se hace por medio de palas mecánicas, los camiones transportan el mineral a la planta de trituración.

Trituración:

El mineral de hierro después de ser extraído entra a la trituradora primaria en trozos con un tamaño aproximadamente de 40 pulgadas y sale a un tamaño máximo de 8 pulgadas, en esta etapa se realiza una preconcentración y la ley del producto obtenido se encuentra en un rango de 20 a 55% de fierro. En la trituración secundaria el mineral se reduce a un tamaño máximo de 2.5 pulgadas y se lleva a cabo una homogenización de la que se obtiene un producto con una ley que oscila entre 35 y 40% de fierro. La trituración terciaria da como resultado un tamaño máximo de ¾ de pulgada y una ley de mineral de 36 a 40% de fierro, el cual se transporta por medio de bandas al siguiente proceso.

Concentración:

El producto de la trituración es transportado a la planta concentradora, en donde el material estéril es eliminado para incrementar la ley hasta un 66% de fierro. Este proceso se realiza por vía húmeda mediante la adición de agua, obteniéndose al final del proceso el concentrado en forma de lodos. En esta etapa se realiza una molienda a -16 mallas con molino de barras y después ocurre una separación magnética primaria para separar estériles; posteriormente se realiza la segunda molienda a -325 mallas con molino de bolas y después una separación secundaria para continuar con la eliminación de estériles y hacer un lavado por medio de tanques agitadores para homogenizar la pulpa de mineral de fierro y bombearla a través de un ferro ducto hasta la planta peletizadora dentro del complejo siderúrgico. Después de llevar a cabo el proceso de molienda el desecho es enviado a la presa de jales.

Peletización:

El lodo ferroso, una vez en la planta peletizadora, formará junto con otros materiales tales como escoria del alto horno y de la aceración, escamas de los laminadores y caliza, los llamados pellets, que son esferas de 1 cm de diámetro que después se constituyen en el compuesto que requiere el sistema de alimentación del alto horno. Los pellets se forman a partir del concentrado húmedo por medio del efecto de rodamiento en grandes discos llamados "de boleo". De ahí son enviados a un horno en donde se cuecen hasta obtener la dureza necesaria para su transporte a través de bandas hacia el horno (alto o eléctrico).

Tipo de horno y sus partes principales

HORNO ELÉCTRICO:

Reducción Directa Es la remoción del oxígeno del óxido de hierro donde los agentes reductores normalmente usados son carbono, monóxido de carbono e hidrógeno. El mineral de hierro o los pellets descienden por gravedad y el gas con una temperatura de 900°C asciende en contraflujo originando la reducción de éstos, al término de la cual se obtiene como producto el hierro esponja, que contiene hierro metálico, óxido de hierro, carburo de hierro y ganga. La metalización que se logra es del orden del 92-95%. Horno Eléctrico El Horno de Arco Eléctrico se carga con chatarra de acero cuidadosamente seleccionada o con hierro proveniente del proceso de reducción directa. Si la carga de chatarra es muy baja en carbono, se agrega coque (es casi puro carbono) o electrodos de carbono de desecho, para aumentar el nivel de este elemento. Al aplicarse la corriente eléctrica, la formación del arco entre los electrodos gigantes produce un calor intenso que funde a 1650°C. Cuando la carga es derretida totalmente, se agregan al horno los elementos de aleación requeridos. La masa fundida resultante permite que se quemen las impurezas y que los elementos de aleación se mezclen completamente. Para acelerar la remoción del carbono, se introduce oxígeno gaseoso directamente en el acero fundido por medio de un tubo para quemar el exceso de carbono y algunas impurezas, mientras que otras se desprenden como escoria por la acción de los fundentes. Cuando la composición química de la masa fundida cumple con las especificaciones, el horno se inclina para vaciar el acero fundido en una olla de colada.

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