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1 TEMARIO MATERIALES, MINA, MENA, GANGA. MINERAL, METAL LEY DEL MINERAL. EXTRACCION. MAQUINARIAS TIPOS DE MINERALES. CLASIFICACION DE LOS MINERALES. ATOMOS,

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1 1 TEMARIO MATERIALES, MINA, MENA, GANGA. MINERAL, METAL LEY DEL MINERAL. EXTRACCION. MAQUINARIAS TIPOS DE MINERALES. CLASIFICACION DE LOS MINERALES. ATOMOS, MOLECULAS, ELECTRONES Y CATIONES ENLACES: IONICO, COVALENTE, METALICO FUERZAS DE VAN DER WALLS

2 2 PROCESOS INDUSTRIALES METALURGIA: Parte de la ciencia física que se encarga del tratamiento de los minerales y de la tecnología a aplicar para su transformación industrial. El estudio se inicia con el material extraído de la mina. Metal, es un elemento químico que se caracteriza por ser sólido (salvo el mercurio), tener brillo propio, resistencia a la tracción, buen conductor del calor y de la electricidad, que puede ser reducido a laminas ( maleable) o a hilos ( dúctil). No se encuentra en estado libre en la naturaleza, siempre esta formando minerales compuestos mas o menos complejos, en forma de óxidos, silicatos, carbonatos, sulfuros, etc. para su utilización se requiere una preparación especial para cada caso.

3 3 Mena: Es el material extraído de la mina, Esta formado por el mineral + la ganga. Mineral: es la parte importante de la mena, es el producto que se obtiene de la preparación de la mena. Es un compuesto químico definido, puede ser mas o menos fácilmente reductible a metal. Ejemplo de minerales: Óxidos: Magnetita Fe 2 O 3 ( Mineral de hierro) Bauxita Al2O3. 3H2O ( Mineral de Aluminio) Sulfuros Blenda ZnS ( Mineral de Cinc) Galena PbS ( Mineral de Plomo) CalcopiritaCuFeS2 ( Mineral de Cobre) Ganga: Es el material que no es útil y debe ser económicamente separado del mineral. Son los compuestos que hay que eliminar. MINERALES

4 4 Ley del mineral : Ley media: Es la concentración que presenta el elemento químico de interés minero en el yacimiento. Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t) MINERALES Ley de corte o cut-off: Es la concentración mínima que debe tener un elemento en un yacimiento para ser explotable, es la concentración que hace posible pagar los costos de su extracción, tratamiento y comercialización. Es un factor que depende a su vez de otros factores, ejemplo puede ser su proximidad o lejanía a vías de transporte, avances tecnológicos en la extracción, etc.

5 5 MINERALES PROCESOS EXTRACTIVOS MINA A CIELO ABIERTO

6 6 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Maquinas móviles de triturar

7 7 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Trituradora de mandíbula (Trituradora de quijada)

8 8 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL La trituradora de martillo

9 9 Zaranda vibratoria

10 10 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Lavadora de arena Lavadora de arena,es una máquina en la que se puede filtrar y quitar polvo de piedras y otras impurezas de poca cantidad

11 11 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL La planta de Trituración

12 12 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Transporte de minerales

13 13 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Grandes camiones

14 14 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Transporte de minerales

15 15 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL SPI construirá 80 embarcaciones fluviales de transporte de mineral para Río Tinto

16 16 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Transporte de mineral de cobre

17 17 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL ZARANDEADO O CRIVADO DEL MINERAL

18 18 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL ZARANDEADO O CRIVADO DEL MINERAL

19 19 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Separador magnético

20 20 MINERALES PROCESOS PREPARATORIOS DEL MINERAL Triturado, zarandeado y crivado

21 21 ESTRUCTURA ATOMICA DE LOS MATERIALES Las propiedades de las sustancias dependen en gran parte de la disposición de sus átomos en el espacio y del tipo de enlace que los une. Los metales son sólidos cristalinos con propiedades típicas debidas al ordenamiento de sus átomos. Para el estudio de la metalurgia es indispensable conocer la estructura intima del cristal metálico y el enlace típico que aparece entre sus átomos, para deducir luego las propiedades de los metales.

22 22 ENLACES Existen distintos tipos de mecanismos mediante los cuales los átomos de un sólido se unen: Enlace Iónico Enlace covalente Enlace Metálico Fuerzas de Van Der Waals ESTRUCTURA ATOMICA DE LOS MATERIALES

23 23 ENLACES Clasificación Los iones se clasifican en dos tipos: a) Anión: Es un ión con carga negativa, lo que significa que los átomos que lo conforman tienen un exceso de electrones. Comúnmente los aniones están formando no metales, aunque hay ciertos aniones formados por metales y no metales.Aniónióncarga negativaátomos b) Catión: Al contrario que los aniones, los cationes son especies químicas con déficit de electrones, lo que les otorga una carga eléctrica positiva. Los más comunes son formados a partir de metales, pero hay ciertos cationes formados con no metalesCatión

24 24 ENLACES La regla del octeto, enunciada en 1916 por Gilberto Newton Lewis, dice que la tendencia de los átomos de los elementos del sistema periódico, es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones tal que adquiere una configuración semejante a la de un gas noble o sea estable.1916Gilberto Newton Lewissistema periódicoelectronesgas noble La molécula de CO2, con dos enlaces dobles.CO2 Los 4 electrones de valencia del carbono, crea un enlace covalentes, con los 6 electrones en el último nivel de energía de cada uno de los oxígenos, cuya valencia es 2. La suma de los electrones de cada uno de los átomos son 8, llegando al octeto.carbonooxígenos

25 25 ENLACES La regla del octeto, enunciada en 1916 por Gilberto Newton Lewis, dice que la tendencia de los átomos de los elementos del sistema periódico, es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones tal que adquiere una configuración semejante a la de un gas noble o sea estable.1916Gilberto Newton Lewissistema periódicoelectronesgas noble La molécula biatómica de Cl. comparte 2 átomos de la periferia y forman un enlace covalente con 8 átomos cada uno en la periferia.

26 26 ENLACE IONICO ENLACES En química, el enlace iónico es la unión que resulta de la presencia de fuerzas de atracción electrostática entre los iones de distinto signo. Se da cuando uno de los átomos capta electrones del otro.químicaelectrostáticaionesátomoselectrones El metal dona uno o más electrones formando aniones que son iones con carga negativa o cationes con una carga positiva y configuración electrónica estable.metalelectronesionescationesconfiguración electrónica Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por iones de carga opuesta unidos por fuerzas electrostáticas.compuestos iónicos Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado punto de fusión e insolubles en agua; si la atracción es menor, como en el caso del NaCl, el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en aguapunto de fusiónaguaNaCl

27 27 ENLACES ENLACE IONICO Definición Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad igual ó mayor a 1.7. En una unión de un metálico con un no metálico por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El cloruro de sodio (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan sodio y cloro, perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo:enlace químicoátomoselectronegatividadelectróncloruro de sodio sodiocloro Na Cl Na + Cl-

28 28 De esta manera se forman dos iones de carga contraria: un catión (de carga positiva) y un anión (de carga negativa). La diferencia entre las cargas de los iones provoca entonces una fuerza de interacción electromagnética entre los átomos que los mantiene unidos. El enlace iónico es la unión en la que los elementos involucrados aceptarán o perderán electrones.catiónaniónionesinteracción electromagnética ENLACES ENLACE IONICO

29 29 Características Enlace iónico en el NaCl Algunas características de los compuestos formados por este tipo de enlace son: Sólidos de estructura cristalina en el sistema cúbico. Este enlace produce una transferencia de electrones de un metal a un no metal formando iones Altos puntos de fusión y ebullición.puntos de fusiónebullición Una vez fundidos o en solución acuosa, conducen la electricidad.solución acuosaelectricidad En estado sólido no conducen la electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un circuito en lugar del cable, el circuito no funcionará. Así tampoco funcionará una bombita si utilizamos como parte de un circuito un cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo, la bombita, del extraño circuito, se encenderá. Esto se debe a que los iones disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su signo) de la pila del circuito y por ello este funciona.estado sólidosalcircuitoaguaiones ENLACES ENLACE IONICO

30 30 ENLACES ENLACE IONICO

31 31 ENLACES ENLACE COVALENTE Enlace covalente no polar hidrógeno y carbono: metano.hidrógeno carbonometano En química, las reacciones entre dos átomos de no metales producen enlaces covalentes.químicano metales Este tipo de enlace se produce cuando existe electronegatividad polar y se forma cuando la diferencia de electronegatividad no es suficientemente grande como para que se efectúe transferencia de electrones electronegatividad electrones. De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares de electrones en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. orbital molecular

32 32 En el enlace químico covalente, los electrones de enlace son compartidos por ambos átomos.enlace químico En el enlace covalente, los dos átomos no metálicos comparten un electrón, es decir se unen por uno de sus electrones de la última orbita, la que depende del número atómico del átomo en cuestión. número atómico ENLACES ENLACE COVALENTE

33 33 ENLACE ENLACE COVALENTE Sustancias covalentes moleculares: los enlaces covalentes forman moléculas. Tienen las siguientes propiedades: Temperaturas de fusión y ebullición bajas.fusiónebullición En condiciones normales (25 ºC aprox.) pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos Son aislantes de la corriente eléctrica y del calor.

34 34 Se presenta entre átomos con pequeño numero de electrones de valencia, como ocurre con los metales. Los átomos tienden a desprender estos electrones y los iones positivos que quedan se disponen en una estructura geométrica ordenada y simétrica, denominada estructura cristalina. Con retículos cristalinos simples y regulares se alcanzan valores muy bajos de energía interna del sistema, o sea un estado de equilibrio estable. Los electrones desprendidos forman una atmósfera o nube electrónica que envuelve y se interpone entre los iones positivos ordenados. Este tipo de unión atómica denominada enlace metálico es muy fuerte porque a la atracción electrostática entre los iones positivos y la nube electrónica se suma la disminución de energía debida a: La formacion de iones con su capa periférica completa El ordenamiento de estos iones en retículos cristalográficos. ENLACES ENLACE METALICO

35 35 La nube electronica cuyos electrones cambian de lugar constantemente entre los iones positivos y existen tambien por momentos en estado libre, es la responsable de la conductividad electrica y calorica. Al ser todos los iones positivos equivalentes, al ser sometidos a esfuerzos se comporta de una manera plástica, y por lo tanto pueden laminarse, forjarse, trafilarse. Un grupo de iones positivos puede romper su union en un sitio deslizarse cambiar su posición y restablecer sus ligaduras. En el reticulo cristalino existen imperfecciones y hay lugares de la red que estan vacios, cuando se aplica una fuerza, los atomos se mueven y ocupan esos lugares, aparecen las imperfecciones en otro sitio y de esa manera se produce la deformación plástica. ENLACES ENLACE METALICO

36 36 ENLACES ENLACE METALICO Los iones positivos del retículo cristalino forman estructuras compactas que podrían representarse con esferas tangentes entre si. Se conviene en representar las esferas por su centro y unirlos con rectas formando cuerpos geométricos. La nube electrónica se omite en las representaciones.

37 37 El enlace metálico forma diferentes cuerpos geométricos que se repiten a lo largo del retículo formando el cristal. ENLACES ENLACE METALICO a)Sistema cúbico simple b)Sistema cúbico de cuerpo centrado c)Sistema cúbico a caras centradas d)Sistema hexagonal simple e)Sistema hexagonal compacto

38 38 ENLACES Fuerzas de Van der Waals Son uniones débiles entre moléculas saturadas o átomos con la capa electrónica periférica completa. En estas moléculas o átomos neutros se produce una polarizacion de las cargas en el momento de acercarse las partículas. De este modo la porción de una partícula dirigida hacia la vecina polariza su carga positiva hacia la porción negativamente polarizada de la otra. Se producen atracciones débiles que dan lugar a su vez a uniones también débiles. Es la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas (o entre partes de una misma molécula)moléculas


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