Guía de Química 4ºMedio
Enviado por badrimaz • 3 de Octubre de 2013 • Tesis • 1.751 Palabras (8 Páginas) • 392 Visitas
Guía de Química 4ºMedio
Objetivo: Reconocer las principales materias primas y sus fuentes de obtención en el contexto de la industria química nacional.
Identificar algunas características de los procesos de obtención de metales como el cobre.
Minerales metálicos y no metálicos
Procesos Metalúrgicos
La metalurgia corresponde al conjunto de procesos físicos y químicos destinados a extraer un elemento químico de un mineral. Existen diferentes procesos metalúrgicos (piro metalurgia, hidrometalurgia y electrometalurgia)
El Cobre metálico
El cobre es un elemento metálico que provino de las profundidades de la Tierra hace millones de años, impulsado por los procesos geológicos que esculpieron nuestro planeta.
En la actualidad la mayor parte del cobre disponible aparece disperso en grandes áreas, mezclado con material mineralizado y con roca estéril.
Hay una gran cantidad de compuestos que contienen cobre, que se clasifican en dos grupos:
• LOS MINERALES SULFURADOS
• LOS MINERALES OXIDADOS
Estos dos tipos de mineral requieren de procesos productivos diferentes, pero en ambos casos el punto de partida es el mismo: la extracción del material desde las minas a rajo abierto o subterráneas, lo que requiere la fragmentación y el transporte del material.
PROPIEDADES DEL COBRE
• Alta conductividad eléctrica
• Gran resistencia a la corrosión
• Alta capacidad de aleación metálica
• Gran conductividad térmica
• Capacidad de deformación en caliente y frío
• Elemento básico para la vida animal y vegetal
• Existencia metálica en estado natural
• Propiedades bactericidas
COBRE SULFURADO
1.- EXPLOTACIÓN
Se ponen explosivos en la base de un cubo imaginario el que se debilita y por efecto de la gravedad cae como grandes rocas por los embudos construidos en el cerro.
2.- CONCENTRACIÓN
El objetivo es liberar y concentrar las partículas de cobre que se encuentran en forma de sal en las rocas mineralizadas, de manera que pueda continuar a otras etapas del proceso productivo.
El proceso de concentración se divide en las siguientes fases:
CHANCADO
El objetivo del chancado es reducir el tamaño de los fragmentos más grandes hasta obtener un tamaño uniforme máximo de 1,27 cm (1/2 pulgada).
MOLIENDA
Mediante la molienda, se continúa reduciendo el tamaño de las partículas que componen el mineral.
La molienda convencional se realiza en dos etapas, utilizando molino de barras y molino de bolas, respectivamente. En ambos molinos el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda homogénea y eficiente.
FLOTACIÓN
Desde el fondo de las celdas, se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación para que el proceso sea intensivo.
El proceso se reitera en varios ciclos, de manera que cada ciclo va produciendo un producto cada vez más concentrado. En uno de estos ciclos, se realiza un proceso especial de flotación para recuperar el molibdeno, cuya concentración alcanza una ley de 49% de molibdenita (MoS2).
Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentando desde valores del orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31% de cobre total.
3.- FUNDICIÓN
En la fusión el concentrado de cobre es sometido a altas temperaturas (1.200ºC) para lograr el cambio de estado de sólido a líquido. Al pasar a este estado líquido, los elementos que componen los minerales presentes en el concentrado se separan según su peso, quedando los más livianos en la parte superior del fundido, mientras que el cobre, que es más pesado se concentra en la parte baja.
4.- CONVERSIÓN
Mediante el proceso de conversión se tratan los productos obtenidos en la fusión, para obtener cobre de alta pureza.
Finalmente se obtiene cobre blíster, con una pureza de 96%.
5.- PIRORREFINACIÓN
Consiste en eliminar el porcentaje de oxígeno presente en este tipo de cobre, llegando a concentraciones de 99,7% de cobre.
El cobre RAF (refinado a fuego) es moldeado en placas gruesas, de forma de ánodos, de un peso aproximado de 225 kg.
6.- ELECTRORREFINACIÓN (ELECTROBTENCIÓN)
El proceso de electro refinación se basa en el fenómeno químico de la electrólisis, que permite refinar el cobre anódico (ánodo) mediante la aplicación de la corriente eléctrica, obteniéndose cátodos de cobre de alta pureza (99,99%).
La electrólisis consiste en hacer pasar una corriente eléctrica por una solución de ácido sulfúrico y agua.
Este proceso es continuo durante 20 días. Los otros componentes del ánodo que no se disuelven, se depositan en el fondo de las celdas electrolíticas, formando lo que se conoce como barro anódico el cual es bombeado y almacenado para extraer su contenido metálico (oro, plata, selenio, platino y paladio).
COBRE OXIDADO
En los yacimientos de cobre de minerales oxidados, el proceso de obtención de cobre se realiza en tres etapas que trabajan como una cadena productiva, totalmente sincronizadas:
1.- LIXIVIACIÓN EN PILAS
La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua.
CHANCADO
El material extraído de la mina; generalmente a rajo abierto que contiene minerales oxidados de cobre, es fragmentado.
PILA DE LIXIVIACIÓN
El material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia lugar
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