Metalurgia

Metalurgia

La metalurgia es la ciencia que trata de la extracción de los metales a partir de sus minerales para hacer aleaciones y objetos metálicos.

Etapas de un proceso metalúrgico:

•Concentración del mineral: Consiste en separar de éste la mayor cantidad posible de ganga mediante distintos métodos.

Levigación: Se utiliza la mena y la ganga tienen muy diferente densidad. El mineral es sometido a una corriente de agua que arrastra a las partes menos pesadas, y las más pesadas (mena) va al fondo.

Separación magnética: Se utiliza cuando la mena presenta propiedades magnéticas (hierro).El mineral se pasa por una cinta en la cual hay un electroimán, la ganga cae al suelo y la mena queda pegada a la cinta.

Flotación: Procedimiento que se utiliza cuando la mena no es mojada por agua pero si por el aceite, el mineral finalmente triturado se mete en un depósito con agua agitando la mezcla, la mena flota y la ganga se hunde.

Tostación o calcinación: Tiene por objeto transformar el mineral en oxido para después proceder a su reducción.

Tostación: Se realiza cuando el metal es un sulfuro.

Calcinación: Se realiza cuando el metal es un carbono o un hidróxido.

Reducción: Una vez está el mineral en forma de óxido, la reducción tiene por objeto separar el metal, en estado libre, los óxidos correspondientes a los metales de pequeño potencial de oxidación, se reduce mediante carbón, hidrógeno u otro metal.

Los óxidos de los alcalinos, de aluminio, tienen potencial de oxidación muy elevada, son difícilmente reducibles por lo que se emplea la vía electrónica partiendo sus sales.

Afino: Proceso destinado a eliminar las impurezas de los metales y purificarlos del todo.

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS METALES

• Su estado físico es sólido a excepción del mercurio que es líquido.

• Presentan un brillo característico en su superficie (brillo metálico).

• Son dúctiles (se les puede transformar en alambres) y maleables (se pueden transformar en láminas).

• Son buenos conductores del calor y la electricidad.

• Son tenaces (la mayoría de ellos se resisten a la ruptura).

• Su densidad es elevada si se compara con las de los no metales.

• Se pueden hacer aleaciones (fundir y mezclar dos o más metales).

A continuación se presentan una serie de elementos metálicos de la tabla periódica con sus principales características y propiedades físicas.

Cobre (Cu) propiedades y características físicas

• Metal de color rojizo, sólido.

• Dúctil y maleable.

• Tenaz.

• Después del oro y la plata es el que conduce mejor calor y electricidad.

• Su densidad es de 8.90 g/cm3.

• Sus principales aleaciones son: latón (67% cobre y 33% zinc). Latón blanco (más de 50% de zinc con cobre). Plata nueva (Cu, Zn y Ni). Constantán (Cu y Ni) y bronce (cobre y estaño).

Plata (Ag) propiedades y características físicas

• Metal blanco puro, sólido.

• Tenaz.

• Muy dúctil y muy maleable.

• Su densidad es de 10.5 g/cm3.

• Segundo conductor del calor y la electricidad.

• Sus principales aleaciones son: con plomo, oro y cobre forma aleaciones en toda proporción. Con el cobre las más usuales son: en monedas (335 y 900 partes de plata, por 165 y 100 de cobre). En orfebrería (800 a 950 milésimas de plata).

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS METALES

1. Su molécula está formada por un átomo.

2. Sus átomos tienen 1, 2 o 3 electrones que pueden participar en un enlace químico.

3. Al ionizarse (proceso para producir iones; átomos con carga eléctrica) adquieren carga eléctrica positiva.

A continuación se presentan los elementos metálicos de la tabla periódica con sus principales características y propiedades químicas.

Metales de la familia 2 de los alcalinotérreos (elementos representativos)

Magnesio (Mg) propiedades químicas esenciales

• Al quemarse se obtiene una llama muy brillante (se produce óxido de magnesio).

• Arde también en presencia del vapor de agua, óxido de carbono, anhídrido carbónico, cloro, bromo, azufre y yodo combinándose.

Calcio (Ca) propiedades químicas esenciales

• En presencia del oxígeno forma óxido de calio.

• Las sales de calcio dan a la flama una coloración anaranjada.

Principales metales utilizados en la industria

Hierro:

Es un metal reductor que se combina principalmente con el oxígeno, el azufre y el cloro. Reduce los ácidos cuyo anión no es reducible produciendo un desprendimiento hidrógeno, cosa que sucede con el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico. Con los ácidos cuyo anión es reducible, la acción del hierro es mucho más compleja.

Cobre:

Metal rojizo, maleable y dúctil. Es un excelente conductor de la electricidad. Se encuentra libre en la naturaleza (cobre nativo), combinado con el oxígeno, y aparece en cantidades variables en los minerales de plata, hierro, antimonio, etc. Sus métodos de obtención se agrupan en dos grupos: por vía seca, que consiste en una serie de oxidaciones, fusiones y reducciones de los minerales, con el fin de aumentar su contenido en cobre y obtener un metal casi puro; y por vía húmeda, en el que se tuestan primero los minerales con el sulfuro de hierro o pirita, transformándose el cobre en sulfato, y posteriormente queda el metal libre por reducción de esa sal con chatarra de hierro.

Plomo:

Tiene un aspecto plateado grisáceo; aunque recién cortado es brillante, va perdiendo brillo al oxidarse en contacto con el aire, y con los ácidos forma sales venenosas. Es un metal pesado, dúctil, maleable, blando y flexible; por lo que es muy fácil de modelar. Su número atómico

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