Metalurgia

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Área de Ciencias Básicas y Ambientales

CBQ-208-06

Química II

Tema: La Metalurgia

Docente:

Danaee López

Estudiante – Matricula:

• Jacob Ruiz - 1074934

Entregado a los ocho días del mes de enero del año 2019.

Santo Domingo.

Índice

• Introducción: Pág. 2
• Desarrollo: Pág. 3
• Abundancia de los metales: Pág. 4
• Procesos metalúrgicos: Pág. 6
• Reducción química: Pág. 9
• Reducción electrolítica: Pág. 11
• Metalurgia del Acero: Pág. 14
• Metalurgia del Hierro: Pág. 19
• Teoría de la banda de conductividad: Pág. 21
• Conclusión y recomendaciones: Pág. 24
• Bibliografía: Pág. 25

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Introducción

Cuando mencionamos metalurgia, hablamos de la ciencia y la tecnología que se encarga de la separación de los metales a partir de sus menas y de la preparación de aleaciones. Una aleación es una disolución sólida de dos o más metales, o de un metal o metales con uno o más no metales. (Chang, 10ma edición, 2013).

Para este trabajo, tomaremos como punto de partida la definición descrita en el párrafo anterior. Por tanto, analizaremos la metalurgia primero desde un punto de vista , para así poder ir viendo lo que realmente sucede en la industria metalúrgica. Partiremos desde la abundancia que tienen los metales utilizados en la metalurgia, hasta teorías complejas como la de la banda de conductividad.

Lo que buscamos con este trabajo es conocer profundamente la química detrás de los procesos metalúrgicos que dan resultado a muchas cosas que vemos en nuestro diario vivir, ya sean construcciones, piezas o cualquier otro elemento que lleve algún metal y/o aleación. Como estudiante de Ingeniería Mecánica, este trabajo me ayudará a comprender como los metales y la ciencia detrás de ellos pueden ayudar en aplicaciones de la Ingeniería Mecánica.

Desarrollo

Conceptos básicos e historia de la metalurgia.

La metalurgia es una rama de la ciencia y al mismo tiempo considerada una técnica que incluye una serie de procedimientos con el objetivo de obtener el mineral útil, entre los principales procesos, se deben destacar al procesamiento para obtener dicho metal, su fundido, así como también darle forma con moldes, y finalmente hacerlo más duro o maleable utilizando para ello distintas aleaciones. Esta actividad nació al sur del Cáucaso, y se esparció con gran facilidad al resto del mundo, siendo las ciudades de Chipre y Cerdeña dos de los principales centros metalúrgicos, durante el final del periodo Neolítico. Este vocablo tiene su origen en el griego “μεταλλουργός”. Otro de los objetivos de la metalurgia es él estudia de la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos que se utiliza, entre otros.

Según los expertos el primer metal hallado fue el oro, y durante el proceso que conllevaba su búsqueda se descubrieron diversos minerales como por ejemplo el cobre, de los cuales se extrajo dicho elemento. Posteriormente en diversos experimentos se descubrió que utilizando estaño o antinomia en no más del 10 % el metal se hacía más duro. A través de dicha técnica se fabricaron aros, brazaletes, punzones, puñales y hachas. Por su parte los primeros armamentos elaborados a base de metal fueron fabricados a partir del cobre. Por otro lado, se descubrió también que, al fusionar nueve porciones de cobre por una parte de estaño, se daba lugar al bronce, más maleable y duro, mientras que si se le agregaba antinomia lo podían hacer más flexible.

Por su parte la metalurgia del hierro resultó mucho más complicada, ya que la misma requirió de temperaturas sumamente elevadas. La metalurgia de este material, para que pueda ser fundirlo y de esa manera obtener acero, se conoce bajo el nombre de siderurgia.

El proceso metalúrgico se encuentra conformado por varias fases, en primer lugar se debe obtener el metal, lo cual se hace a partir del mineral que lo posee en estado natural, luego de eso se lo separa de la ganga, nombre que recibe la mezcla de arcilla y de silicatos que se encuentran en el metal; a partir de allí se procede a la purificación del mismo, es en donde se eliminará cualquier tipo de impureza residual que pueda quedar en el metal; se sigue con la elaboración de las aleaciones; y por último, según sea el caso, se deben llevará a cabo tratamientos al metal los cuales dependen del producto que se quiera fabricar.

Abundancia de los metales

Cuando hablamos sobre la abundancia de algún grupo químico, en este caso los metales, preferimos saber su porcentaje dentro de la corteza terrestre. Para representar dicha abundancia, utilizaremos la tabla mostrada a continuación. Estos nos ayudaran a saber cuales son los metales que mas fáciles se pueden conseguir dentro de la corteza terrestre, para luego saber como pueden ser involucrados en las demás partes de nuestro trabajo:

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Procesos metalúrgicos

Para obtener metales, existe una gran variedad de procesos que permiten conseguir metales. Estaremos analizando los principales procesos de manera profunda, para así poder comprender cómo funcionan. Existen dos formas de las cuales se derivan los demás procesos metalúrgicos. Estos son la vía seca y la vía húmeda.

• Vía seca o Pirometalurgia:

Recibe este nombre, porque la pirometalurgia consiste en la obtención y refinación de metales por medio del calor, los procesos dentro de esta vía son los siguientes:

-Calcinación: es el proceso de calentar una sustancia a temperatura elevada, (temperatura de descomposición), para provocar la descomposición térmica o un cambio de estado en su constitución física o química. El proceso, que suele llevarse a cabo en largos hornos cilíndricos, tiene a menudo el efecto de volver frágiles las sustancias.

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