Hidrometalurgia

Pirometalurgia

La pirometalurgia es una rama de la metalurgia extractiva en la que se emplean procesos para obtención y refino o refinación de metales utilizando calor, como en el caso de la fundición.

Es la técnica más antigua para extracción de metales. Permite obtener metales a partir de sus menas, directamente o después de concentradas, por medio de calor. Se trata principalmente de extraer –del mineral– el metal, mediante separación –de la ganga– del mineral y purificación de los metales. El rango de temperaturas suele superar los 950 °C.

Para mantener la temperatura a la que el proceso se lleva a cabo, la mayoría de los procesos pirometalúrgicos requiere aporte de energía. Esta energía la proporciona generalmente la reacción exotérmica de alguna variedad de carbón, como el coque, o la energía eléctrica. Según sea el proceso, se añade un agente reductor, que puede ser el combustible. Cuando la reacción exotérmica del material de partida es suficiente para mantener la temperatura del proceso (es decir, sin adición de combustible o de electricidad), se dice que el proceso es autógeno.

La pirometalurgia se emplea mucho porque es más rápida y puede procesar grandes cantidades de mineral. Los demerita una desventaja ambiental: son altamente contaminantes, pues emiten SO2 (anhídrido sulfuroso) y CO2 (anhídrido carbónico).

Sinterizado

Finalidad

La sinterización es el proceso que consigue obtener productos metálicos o cerámicos con formas y propiedades prefijadas a partir del polvo o triturado elemental.

Las fases que comprenden el proceso son:

• Elaboración de la materia prima; los polvos o granos elementales.

• Mezcla, de componentes en función del producto.

• Conformado de la materia prima para adoptar la forma de la pieza pero con la resistencia mínima que permite su manipulación cuidadosa.

• Sinterizado, de la pieza conformada obteniendo la resistencia prevista en el diseño.

• Acabado, de la pieza gasta ultimar la especificación demandada, tanto dimensional como tratamientos térmicos o superficiales.

Desarrollo

Se define como obtención o creación de objetos por medio del prensado del polvo metálico (o cualquier otro material), muy fino en moldes adecuados y su calentamiento por debajo de su temperatura de fusión. Como materia prima se pueden emplear polvos de materiales metálicos férrosos y no férrosos. En seguida se muestran los pasos para el sinterizado

La sinterización en metalurgia consiste en el calentamiento de mineral de hierro fino con fundente y finos de coque o carbón, para producir una masa semifundida que se solidifica en piezas porosas de sinterizado con las características de tamaño y fuerza necesarias para servir de alimento de alto horno.

Diagrama del proceso de sinterizado:

1. Obtención de polvos de hierro.

2. Fabricación y/o preparación de moldes.

3. Mezcla de los componentes y fundentes.

4. Compactado.

5. Sinterizado.

Conclusión

Las propiedades obtenidas en este proceso de sinterizado van desde; reducción del grano compactándolo y hacer que no crezca, tener un material más denso, su estructura cambia, también se puede tener mayor resistencia mecánica, también en este proceso podemos tener objetos muy porosos, mayor resistencia a la fricción, etc. Es más redituable para la empresa producir en masa un objeto el cual pasa por el proceso de sinterizado.

También debemos destacar que no cualquier material puede pasar por este proceso o en su dado caso, en algunos materiales no tendría caso forzar los polvos del material a este proceso, ya que primero tendríamos que hacer un análisis de que propiedades presente el grano material original y al cual lo queremos llegar a transformar para así obtener mejores propiedades de est material.

Piezas obtenidas por sinterizado.

Electrolisis de sales fundidas.

Finalidad

Obtener elementos metálicos con purezas altas a través de una electrolisis. La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación).

A partir de sales fundidas se produce, por electrolisis, polvo de tanatalo, uranio, torio y también se consiguen dentritas de niobidio, cobre, plata, niquel y de otros elementos de este grupo, también porlvos de berilio, sirconio, aluminio, wolframio y molibdeno.

Placas cubiertas de cobre luego de proceso electrolitico

Desarrollo

El proceso por el cual se produce una reacción química a partir de una energía eléctrica se denomina electrólisis y se lleva a cabo en un dispositivo que se conoce como cuba o celda electrolítica.

Este dispositivo consta de un recipiente en el cual se introduce la disolución o el electrolito fundido. En él va sumergidos los dos electrodos conectados a una fuente de corriente continua que suministra los electrones necesarios al cátodo para que tenga lugar el proceso de reducción.

Las sales, por tratarse de compuestos iónicos, funden a altas temperaturas, en estado fundido tienen la capacidad de transportar corriente.

Representación del proceso de sales fundidas

Para conseguir estos mencionados anteriormente polvos la electrolisis se realiza a una temperatura apenas por debajo de la temperatura de fusión del metal. Los polvos obtenidos por electrolisis se caracterizan por su forma dendrítica, baja densidad aparente y gran pureza.

A los polvos electrolíticos hay que tratarlos para eliminar el electrolito. Con frecuencia es necesario evitar el contacto del polvo con la atmosfera. Algunos de los metales antes mencionados son demasiados refractarios para fundirlos y moldearlos. En muchas ocasiones es preciso mantener la identidad de los componentes después del sinterizado, lo cual no se puede conseguir por fusión.

Conclusión

La electrolisis al ser un método de separación química permite extraer valores con purezas muy altas de manera rentable, incluso permite la separación de elementos escasos con facilidad. Sin duda es uno de los mejores procesos que existen actualmente para recupera toda clase de metales valioso, de los mejores en todo sentido, desde el costo hasta la pureza que permite obtener.

Hidrometalurgia

La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que cubre la extracción y recuperación de metales usando soluciones líquidas, acuosas y orgánicas.

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