Obtencion de metales

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Universidad autónoma de nuevo león

Facultad de arquitectura                                                         Diseño industrial

Obtención de metales

Flores Oñate Andrea Emilia

1920434

Gr. 002

Laboratorio de metales

LIC. Ismael Garza Martínez

Obtención de aluminio

El aluminio es un elemento químico, se trata de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre formando el 8 % de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los seres vivos. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad.

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Este metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.

Proceso bayer:

El elemento químico más abundante después del oxígeno y el silicio. No se presenta puro en la naturaleza, sino que aparece combinado fundamentalmente con el oxígeno, formando óxidos e hidróxidos, que a su vez se hallan mezclados con óxidos de otros metales y con sílice. El mineral del que se extrae el aluminio casi exclusivamente se llama bauxita.

 La obtención del aluminio se realiza en dos fases:

1. La extracción de la alúmina (al2o3) a partir de la bauxita (proceso bayer): la primera fase de la obtención del aluminio consiste en aislar la alúmina (óxido de aluminio) de los minerales que la acompañan. Para ello el primer paso es triturar la bauxita hasta obtener un polvo fino, que es mezclado con sosa cáustica líquida y calentado a alta presión. La sosa disuelve los compuestos del aluminio que, al encontrarse en un medio fuertemente básico, se hidratan (Los materiales no alumínicos se separan por decantación). 

La solución cáustica del aluminio se enfría luego para recristalizar el hidróxido y separarlo de la sosa, que se recupera para su ulterior uso. Finalmente, se calcina el hidróxido de aluminio a temperaturas cercanas a 1000 °c, para formar la alúmina. Las emisiones asociadas a esta actividad se recogen en la ficha “producción de metales no férricos (alúmina, aluminio secundario, cobre, plomo, zinc)-combustión”.

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1. La extracción del aluminio a partir de la alúmina mediante electrólisis: el óxido de aluminio obtenido en la fase anterior tiene un punto de fusión muy alto (2000 °c) que hace imposible someterlo a un proceso de electrolisis. Por ello se mezcla la alúmina con fluoruro de sodio (criolita), que actúa de fundente, con lo cual la temperatura de fusión de esta mezcla se rebaja hasta 900 °c.

A continuación, se somete al proceso de electrólisis, sumergiendo en la cuba unos electrodos de carbono (tanto el ánodo como el cátodo). Al pasar la corriente eléctrica continua a través de esta mezcla descompone la alúmina en oxígeno y en aluminio; el metal fundido se deposita en el polo negativo (cátodo) del fondo de la cuba, mientras que el oxígeno se acumula en los electrodos de carbono (ánodo). Parte del carbono que está en el baño se quema por la acción del oxígeno, transformándose en dióxido de carbono.

El aluminio así obtenido tiene una pureza del 99,5 % al 99,9 %, siendo las impurezas de hierro y silicio principalmente. De las cubas pasa al horno, donde es purificado mediante la adición de un fundente o se alea con otros metales, con objeto de obtener materiales con propiedades específicas. 

El aluminio fundido se enfría en moldes para dales forma de lingote y se vende a los fabricantes con esta forma, sin embargo, es necesaria una temperatura de 680 º c para fundir el aluminio recién producido, por lo que se llegan a añadir de aditivos como magnesio, silicio, manganeso, etc. Y así preparar distintas aleaciones que conforman las propiedades mecánicas. Por lo tanto, las posibilidades de procesado del cliente pueden establecerse en una fase muy temprana.

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Para producir una tonelada de aluminio se necesitan cuatro toneladas de bauxita, que darán dos toneladas de alúmina, de las cuales, mediante electrólisis, se obtendrá una tonelada de aluminio.

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Los tipos de yacimientos de aluminio son:

• De alteración: Principalmente las bauxitas.
• Hidrotermales: Destacan las alunitas.
• Magmáticos: Rocas aluminosas.
• Metamórficos: Silicatos de aluminio.
• Detríticos: Depósitos de caolín y diversas arcillas.

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Obtención de cobre

El cobre se trata de un metal de transición de color rojizo anaranjado de brillo metálico que forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). [pic 9]

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