Procesos Metalúrgicos

Procesos Metalúrgicos

Cobre, Hierro, Oro y Plata

Índice

 Introducción

 ¿Que es la metalurgia?

 Los hornos metalúrgicos

 Procedimientos mecánicos

 Procedimientos químicos

 Principales yacimientos

 El Cobre

 Metalurgia del Cobre

 El Hierro

 Metalurgia del Hierro

 El Oro

 Metalurgia del Oro

 La Plata

 Metalurgia de la Plata

 Conclusión

 Glosario

Introducción

A través de este trabajo queremos dar a conocer de qué manera los diversos minerales que conocemos son extraídos para luego hacer uso de ellos en el diario vivir.

Se nos hace posible manejar y moldear elementos como el Hierro, el Cobre, el Oro, etc, a través de los “Procesos Metalúrgicos”. Lo cierto es que esta ciencia, de la cuál hablaremos más adelante con más profundidad, no tiene una fecha exacta de nacimiento, pero los primeros útiles de hierro descubiertos datan del año 3000 a. C.

El empleo de los metales se debió, inicialmente, a la necesidad que se creó el hombre de utilizar objetos de prestigio y ostentación, para, posteriormente, pasar a sustituir sus herramientas de piedra, hueso y madera por otras mucho más resistentes al calor y al frío (hechas en bronce y, sobre todo, hierro). Los utensilios elaborados con metales fueron muy variados: armas, herramientas, vasijas, adornos personales, domésticos y religiosos. El uso de los metales repercutió, a partir de la generalización del hierro, de diversas formas en la conformación de la civilización humana;

 Se intensificó la producción agropecuaria.

 El trabajo se especializó y diversificó.

 Aumentaron los intercambios.

 Se institucionalizó la guerra.

En la Edad Media la metalurgia estaba muy ligada a las técnicas de purificación de metales preciosos y la acuñación de moneda.

Por ende, podemos estar seguros de que esta táctica extractiva y de tratamiento de los metales ha surgido desde hace tiempos remotos, y aún, en los días de hoy nos ayuda a continuar el día a día; ya sea como fuente de trabajo hasta en cosas tan cotidianas como la manilla de una puerta, un tenedor, accesorios tales como un par de aros, pulseras, relojes, etc.

Metalurgia

 Ciencia aplicada cuyo objetivo es el estudio de las operaciones industriales tendientes a la preparación, tratamiento (físico y/o químico) y producción de metales y sus aleaciones. En términos generales, la técnica metalúrgica comprende las siguientes fases;

1. Obtención a partir de la mena y su separación de la ganga (desperdicios como arena, roca y arcilla).

2. Afino, enriquecimiento, purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal.

3. Elaboración de aleaciones.

4. Tratamientos posteriores (mecánicos, térmicos, termoquímicos) que faciliten su uso.

 Procesos básicos de transformación de minerales

1. Extracción

2. Trituración: busca reducir su volumen de residuo, para hacer más fácil el transporte, y en último lugar para briquetar, si fuese necesario.

3. Molienda: refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido.

4. Concentración: separación de la mayor parte de la ganga o material de desecho que acompaña al mineral.

Existen diversos tipos de técnica metalúrgica, según sea el metal que se quiere beneficiar o el proceso utilizado. Así, se distinguen la siderurgia (hierro, acero); las metalurgias especiales (cobre, aluminio, cinc, plomo, estaño, etc.); la pulvimetalurgia y la electrometalurgia.

Los Hornos Metalúrgicos

Los hornos pueden ser eléctricos (de arco, de resistencia o de inducción) o de combustible.

En siderurgia se denomina horno alto el que se emplea para reducir minerales de hierro y transformarlos en arrabio, metal fundido que contiene entre 2,6 y un 4,3% de carbono y cantidades variables de manganeso, azufre y fósforo.

En los hornos Martín-Siemens, los gases procedentes de la combustión, antes de salir por la chimenea, circulan por una cámara llena de tabiques refractarios, a los que ceden su calor.

Procedimientos mecánicos

Como se ha dicho, la concentración pretende aumentar la riqueza metálica del mineral por medio de la eliminación de la mayor cantidad posible de sustancias no aprovechables.

La separación entre la ganga y la mena se realiza mediante diversos procedimientos, cuya aplicación depende del mineral:

• Manual.

• Por agitación o por arrastre con corriente de agua, previa trituración en molinos adecuados.

• Por flotación, utilizados en lo sulfuros (se pulveriza el mineral y se colocan en agua a la que se han añadido un aceite mineral y una sustancias espumante; a continuación, la mezcla se agita y se le atraviesa por una corriente de aire; con ello, la ganga va al fondo y las partículas metálicas se adhieren el aceite y flotan en la espuma).

• Por formación de escoria, método que consiste en adicionar al mineral un fundente, el cual con la ganga da lugar a la escoria; este método es el más frecuentemente utilizado.

• Lixiviación procedimiento parecido al de flotación, se le agrega agua al mineral y una pequeña cantidad de aceite, solo que en este caso se filtran los componentes.

Procedimientos Químicos

Se realiza por medio de calcinación o de la tostación y tiene por objeto facilitar la operación de reducción. La calcinación se efectúa en los hornos de cuba (o de cal) para eliminar por la acción del calor el dióxido de carbono contenido en los carbonatos y obtener así los óxidos metálicos.

También se emplea la calcinación para tratar hidróxidos:

La tostación se utiliza para la obtención de óxidos de metales pesados. Se practica calentando fuertemente el mineral en presencia del aire. Esta operación se aplica en especial a los sulfuros.

Reducción: Para esta operación se emplea el carbono, C, o el monóxido de carbono, CO, aprovechando la propiedad de que el metal y el carbono no se combinan.

Cuando el metal se combina con el carbón, hay que buscar otro agente reductor (hidrógeno, aluminio, calcio y magnesio)

Afinación: también llamado enriquecimiento o purificación, consiste en la eliminación de impurezas que quedan en el metal tras la reducción de su óxido.

Electrolisis: Electroquímica, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.

El método de galvanizado más frecuente es el proceso de inmersión en caliente. Se aplica un baño químico (inmerso en ácido) al hierro para limpiarlo de polvo, grasa y suciedad. Después se lava y se introduce en cinc fundido. En un proceso llamado sherardización, se recubre el producto con polvo de cinc y se calienta en un tambor cerrado durante varias horas a una temperatura entre 300 y 420ºC. Otro método de galvanizado consiste en depositar el cinc mediante galvanoplastia para obtener una capa de espesor uniforme.

Anodizado: tratamiento antioxidante para que los metales resistan la corrosión. Se recubre con una película de óxido de aluminio que no se desprende del metal protegiéndolo. A este tipo de aluminio se le denomina aluminio anodizado

Principales Yacimientos

 Oro: Elemento químico, metal amarillo, el más dúctil y maleable de todos, muy pesado, sólo atacable por el cloro y el bromo y el agua regia. Su símbolo es Au, su número atómico 79 y su peso atómico 196,96.

 Cobre: Elemento químico, metal de color rojizo, tenaz, muy dúctil, maleable y uno de los mejores conductores de la electricidad; entra en muchas aleaciones (bronce y latón); se encuentra nativo, pero con mayor frecuencia combinado en forma de óxidos o sulfuros minerales. Su símbolo es Cu, su número atómico 29 y su peso atómico 63,546.

 Plata: Elemento químico, metal noble muy dúctil y maleable; buen conductor del calor y la electricidad; se alea con el cobre para la fabricación de monedas. Su símbolo es Ag, su número atómico 47 y su peso atómico 107,8.

 Hierro: Elemento químico, metal dúctil, maleable, muy tenaz, magnético y fácilmente oxidable, que formando diversos compuestos es abundantísimo en la naturaleza. Su símbolo es Fe, su número atómico 26 y su peso atómico 55,84.

 Aluminio: Elemento químico, metal de color blanco, ligero, maleable y resistente a la oxidación; se obtiene de la bauxita y se emplea para utensilios, cables eléctricos y, puro o en aleación, para piezas de avión y automóvil. Su símbolo es Al, su número atómico 13 y su peso atómico 26,98.

El Cobre

El cobre (Cu) es el metal industrial de transición de apariencia metálica y color pardo rojizo, más antiguo de la tierra, después

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