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18.4 METALURGIA EXTRACTIVA 18.4 METALURGIA EXTRACTIVA 18.4.1 OPERACIONES BÁSICAS 18.4.1 OPERACIONES BÁSICAS 18.4.2 METALURGIA DEL COBRE 18.4.2 METALURGIA.

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1 18.4 METALURGIA EXTRACTIVA 18.4 METALURGIA EXTRACTIVA OPERACIONES BÁSICAS OPERACIONES BÁSICAS METALURGIA DEL COBRE METALURGIA DEL COBRE 18.5 METALURGIA DEL HIERRO Y DEL ACERO 18.5 METALURGIA DEL HIERRO Y DEL ACERO

2 METALURGIA: Estudio general de los metales. METALURGIA EXTRACTIVA: Obtención comercial de metales a partir de sus menas y preparación de los metales para su uso. ETAPAS: Extracción de la mena Extracción de la mena Pretratamiento de menas Pretratamiento de menas Reducción a metales libres Reducción a metales libres Afino o purificación Afino o purificación

3 1. Extracción de la mena Mineral: compuesto que contiene el elemento. Ganga: desperdicios como arena, roca y arcilla.

4 2. Pretratamiento de menas a) FLOTACIÓN Aplicable a sustancias que repelen el agua. b) TOSTACIÓN Conversión de un compuesto metálico en óxido. c) SEPARACIÓN MAGNÉTICA

5 FLOTACIONFLOTACION

6 3. Reducción a metales libres El método usado depende la fuerza de unión entre lo iones metálicos y los aniones. El método usado depende la fuerza de unión entre lo iones metálicos y los aniones. Metales menos activos: -Existen en estado libre y no requieren reducción. Metales menos activos: -Existen en estado libre y no requieren reducción. Metales más activos: Metales más activos: -El óxido metálico se reduce a metal libre. -Se usa como agente reductor el carbono, por su bajo coste y su fácil manejo.

7 4. Purificación a) DESTILACIÓN Metal más volátil que sus impurezas. b) ELECTROLISIS c) PURIFICACIÓN MEDIANTE FUSIÓN POR ZONAS Obtención de metales extremadamente puros.

8 PURIFICACIÓN MEDIANTE FUSIÓN POR ZONAS

9 MÉTODOS ALTERNATIVOS Algunas menas contienen varios metales que no siempre es necesario separar: Proceso Kroll (lento) Proceso Kroll (lento) Proceso electrolítico (menor coste) Proceso electrolítico (menor coste)

10 Metalurgia del Cobre Cobre (Cu): metal de transición de apariencia metálica y color pardo rojizo.

11 La extracción del cobre es complicada porque contiene sulfuros de hierro y azufre. Los procesos metalúrgicos normales sufren modificaciones para extraer el cobre sin contaminaciones.

12 Concentración Flotación: concentra el metal Tostación: sulfuros de Fe y S óxidos fundidos

13 Fundición Fusión: en un horno a 1400 ºC, se separa en dos capas: Fusión: en un horno a 1400 ºC, se separa en dos capas: 1ª. Mata de Cobre (inferior), Cu y Fe fundido. 2ª. Escoria de Silicato (superior), desechos de óxidos.

14 Conversión Se insufla aire a la mata de Cobre Se insufla aire a la mata de Cobre Los sulfuro de hierro óxido (escoria que se separa) Cobre obtenido: BLISTER Se insufla aire al blister Se insufla aire al blister Se obtiene Cobre con el 99% de pureza COBRE NEGRO

15 2 Cu2S + 3 O2 (g) 2 Cu2O + 2 SO2 (g) 2 Cu2O + Cu2S 6Cu (l) + SO2 (g) COBRE NEGRO

16 Procesos pirometalúrgicos Características: Altas temperaturas Altas temperaturas Gran cantidad de desechos Gran cantidad de desechos Consumo de energía Consumo de energía Emisiones gaseosas Emisiones gaseosas

17 Procesos hidrometalúrgicos Etapas: Lixiviación: extracción de iones metálicos Lixiviación: extracción de iones metálicos Purificación y Concentración: separación de impurezas. Obtención de electrolito de Cobre. Purificación y Concentración: separación de impurezas. Obtención de electrolito de Cobre. Precipitación: los iones de precipitan a sólidos iónicos o metal libre. Precipitación: los iones de precipitan a sólidos iónicos o metal libre.

18 18.5. METALURGIA DEL HIERRO Y DEL ACERO Altos hornos: Altos hornos: Funcionamiento Funcionamiento Reacciones Principales Reacciones Principales Resultado: arrabio Resultado: arrabio Obtención del acero: Obtención del acero: Proceso de oxígeno básico Proceso de oxígeno básico Reacciones Reacciones

19 El hierro es el metal más utilizado de la corteza terrestre, siendo su principal aleación el acero. El hierro es el metal más utilizado de la corteza terrestre, siendo su principal aleación el acero. Proceso de recuperación del Fe de sus menas: Reducción por carbono en un alto horno. Proceso de recuperación del Fe de sus menas: Reducción por carbono en un alto horno. Proceso de conversión de la mena de hierro a hierro metálico implica reacciones rédox y reacciones ácido-base complejas Proceso de conversión de la mena de hierro a hierro metálico implica reacciones rédox y reacciones ácido-base complejas

20 Alto Horno: Funcionamiento

21 Reacciones Principales Alto Horno

22 Alto Horno: Resultado El hierro obtenido es impuro y se denomina arrabio. El hierro obtenido es impuro y se denomina arrabio. Contiene aproximadamente 95% de Fe, 3-4% de C y otras impurezas. Contiene aproximadamente 95% de Fe, 3-4% de C y otras impurezas. Se vuelve a fundir, se pasa a moldes y se enfría, convirtiéndose en hierro colado. Se vuelve a fundir, se pasa a moldes y se enfría, convirtiéndose en hierro colado.

23 Obtención Acero: Proceso De Oxígeno Básico

24 Pasos para transformar el arrabio en acero: Oxidación de las impurezas (C, Si, P, Mn, S) Obtención de acero al carbono Añadir elementos de aleación (Cr, Ni, Mn, V, Mo,W) que confieran al acero las propiedades deseadas. Reducción del contenido de carbono También contiene otras impurezas

25 Reacciones de Los Procesos De Fabricación De Acero

26 G 12 Consuelo Alonso Cañizal Consuelo Alonso Cañizal Sara Negro Rama Sara Negro Rama Noelia Camacho Clavijo Noelia Camacho Clavijo Sara González Hernández Sara González Hernández


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