Metalurgia Industrias y Procesos Químicas

Presentación del tema: "Metalurgia Industrias y Procesos Químicas"— Transcripción de la presentación:

1 Metalurgia Industrias y Procesos Químicas
I.S.F.D. N° I.S.F.D. Nº 174 San Fernando - Villa Ballester Prof. Pedro Quiroga

2 METALES DE IMPORTANCIA ECONÓMICA
CROMO NIQUEL PLATINO PLOMO HIERRO MANGANESO TUNGSTENO ALUMINIO MERCURIO MOLIBDENO VANADIO COBRE ORO PLATA CINC BISMUTO MAGNESIO COBALTO ANTIMONIO ESTAÑO

3 Propiedades Físicas y Químicas
Metales

4 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS METALES
4.Maleables 1. Brillo metálico 5. Dúctiles 2. Alta conductividad calorífica 3. Alta conductividad eléctrica 6. Empaquetamiento compacto

5 PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS METALES
En general tienen entre 1 y 3 electrones externos. Ceden sus electrones externos para formar cationes. Están unidos mediante el enlace metálico Cuando se ponen en contacto dos metales se forma una aleación. Reaccionan con oxígeno formando óxidos básicos

6 Reacciones de desplazamiento en los metales
Los metales pueden sufrir una reacción de desplazamiento, es decir un metal de un compuesto puede ser desplazado por otro metal en estado libre. M1A + M M2A M1 . Ecuación que indica que el metal libre M2, desplaza al metal M1 de su compuesto y lo deja en libertad. Una forma sencilla de predecir si va a ocurrir una reacción de desplazamiento es utilizar la llamada serie electroquímica. La Serie electroquímica o serie de actividad es en realidad un resumen de las reacciones de desplazamiento que pueden llevarse a cabo.

7 Reacciones de desplazamiento en los metales
En la mencionada serie electroquímica aparece el Hidrógeno que no es un metal, sin embargo lo que se puede desprender de su posición es que los metales que se encuentran arriba de él lo desplazan de sus compuestos, es decir reaccionan con agua y con ácidos. Este desplazamiento se da también entre metales, por ejemplo el Mg se encuentra arriba del Co, por lo tanto lo desplaza de sus compuestos como se ve en la siguiente ecuación: CoCl Mg MgCl Co Este tipo de reacciones se utiliza para la industria metalúrgica, ya que se utiliza un metal barato para obtener uno con mayor precio.

8 ORDEN DE ACTIVIDAD DE LOS METALES
LITIO POTASIO BARIO CALCIO SODIO MAGNESIO ALUMINIO CINC CROMO HIERRO CADMIO COBALTO NÍQUEL ESTAÑO PLOMO HIDRÓGENO COBRE MERCURIO PLATA PLATINO ORO EL MÁS ACTIVO LITIO A C T I V D LOS METALES QUE ESTÁN EN LA PARTE SUPERIOR DESPLAZAN DE SUS COMPUESTOS A LOS QUE SE ENCUENTRAN ABAJO EL MENOS ACTIVO ORO

9 ESTADO NATURAL DE LOS METALES (1)
LOS METALES QUE SE ENCUENTRAN EN ESTADO NATIVO SON LOS QUE SE LOCALIZAN ABAJO DEL HIDRÓGENO EN LA SERIE DE ACTIVIDAD DE LOS METALES. LOS METALES QUE ESTAN ARRIBA DEL HIDRÓGENO, DADA SU POSICIÓN EN LA SERIE ELECTROMOTRÍZ, FORMARAN ÓXIDOS O HIDRÓXIDOS.

10 ESTADO NATURAL DE LOS METALES (2)
EN LA CORTEZA TERRESTRE (PARTE SÓLIDA), SÓLO SE ENCUENTRAN COMPUESTOS DE METALES NO SOLUBLES EN AGUA. LOS COMPUESTOS SOLUBLES SE ENCUENTRAN EN EL MAR Y EN DEPÓSITOS SUBTERRÁNEOS. LOS METALES IMPORTANTES SE ENCUENTRAN COMO ÓXIDOS, HIDRÓXIDOS, SULFUROS Y SILICATOS INSOLUBLES.

11 Pirometalurgia Hidrometalurgia Electrometalurgia
Obtención de metales Pirometalurgia Hidrometalurgia Electrometalurgia

12 ¿Qué es la METALÚRGIA? CIENCIA DE EXTRAER LOS METALES
A PARTIR DE SUS MINERALES.

13 PROCESO GENERAL DE OBTENCIÓN DE METALES
LOCALIZACIÓN DE MINERALES EXTRACCIÓN CONCENTRACIÓN PIROMETALURGIA HIDROMETALURGIA ELECTROMETALURGIA TOSTACIÓN REDUCCIÓN REFINACIÓN TRATAMIENTO, ALEACIÓN

14 Tipos de Procesos Metalúrgicos
METALURGIA EXTRACTIVA PROCESOS FÍSICOS PROCESOS QUÍMICOS

15 CONCENTRACIÓN DEL MINERAL (1)
ES UN PROCESO FÍSICO, ES LA PARTE INICIAL DE LA OBTENCIÓN DEL METAL Y CONSISTE EN LA SEPARACIÓN DEL MINERAL DE OTROS MATERIALES QUE LO ACOMPAÑAN Y QUE DEBEN DE SER DESECHADOS. EN LENGUAJE TÉCNICO: MINERAL = MENA DESECHO = GANGA (ARENA, ROCAS, ARCILLAS, ETC).

16 CONCENTRACIÓN DEL MINERAL (2)
LA CONCENTRACIÓN DEL MINERAL SE PUEDE HACER DE LAS FORMAS SIGUIENTES: Separación a mano Separación magnética (Fe3O4) Separación por medio de diferencias de densidad Flotación con aceite (concentración del mineral mayor a 90 %).

17 PRINCIPALES PROCESOS FÍSICOS DE CONCENTRACIÓN DE MINERALES
LOS MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN DE MINERALES MÁS EMPLEADOS EN LA INDUSTRIA MINERO METALÚRGICA SON: 1. SEPARACIÓN MAGNÉTICA 2. FLOTACIÓN

18 MÉTODO DE SEPARACIÓN DE MINERALES POR FLOTACIÓN
Aire comprimido Mineral concentrado En la espuma Ganga MÉTODO DE SEPARACIÓN DE MINERALES POR FLOTACIÓN

19 PRINCIPIOS DEL MÉTODO DE FLOTACIÓN
PARA QUE EL MÉTODO DE FLOTACIÓN FUNCIONE LAS PARTÍCULAS DEL MINERAL, DEBEN DE SER HIDROFÓBICAS. 2. LOS AGENTES DE FLOTACIÓN SE ADSORBEN EN LA SUPERFICIE DEL MINERAL, EVITANDO QUE SE HUMEDEZCA

20 PRINCIPIOS DEL MÉTODO DE FLOTACIÓN (2)
3. LAS MOLÉCULAS DEL AGENTE DE FLOTACIÓN TIENEN UN EXTREMO NO POLAR QUE SE UNE A LA SUPERFICIE DEL MINERAL Y EL EXTREMO POLAR ES EL QUE INTERACTÚA CON EL AGUA. S = C O CH2 CH3 S - K+ Etil Xantato de potasio

21 DEFINICIÓN DE LOS PROCESOS METALÚRGICOS
METALURGIA PIROMETALURGIA HIDROMETALURGIA ELECTROMETALURGIA TOSTACIÓN REDUCCIÓN

22 PROCESOS METALÚRGICOS
PIROMETALURGIA: UTILIZACIÓN DEL CALOR PARA CONVERTIR EL MINERAL PRIMERAMENTE A UN ÓXIDO (TOSTACIÓN) Y POSTERIORMENTE AL METAL DESEADO (REDUCCIÓN TOSTACIÓN: CALENTAMIENTO DEL MINERAL EN PRESENCIA DE AIRE, PARA PRODUCIR EL ÓXIDO DEL METAL CORRESPONDIENTE. REDUCCIÓN: REACCIÓN EL ÓXIDO DEL METAL CON UN AGENTE REDUCTOR QUÍMICO COMO CO o H2, PARA OBTENER EL METAL

23 PROCESO DE TOSTACIÓN Proceso que consiste en calentar el mineral finamente dividido en una corriente de aire o en gases de horno enriquecidos con aire. Por ejemplo: 2CuS(s) + 3O2(g) CuO(s) SO2(g) pirita 2NiS (s) O2(g) NiO(s) SO2(g) millerita ZnCO3(s) ZnO(s) CO2(g) smithsonita FeCO3 (s) FeO(s) + CO2(g) siderita

24 PROCESO DE REDUCCIÓN Proceso que consiste en hacer reaccionar el óxido metálico con un agente reductor como CO, H2 o un metal activo: Fe2O3(s) + 3CO (g) Fe(s) CO2(g) CuO(s) + H2(g) Cu(s) H2O(g) TiCl4(s) + 2Mg(s) Ti(s) MgCl2(g)

25 PROCESOS METALÚRGICOS(2)
HIDROMETALURGIA: SEPARACIÓN SELECTIVA DE UN MINERAL O GRUPO DE MINERALES MEDIANTE UN PROCESO QUÍMICO ACUOSO.

26 PROCESOS METALÚRGICOS(3)
ELECTROMETALURGIA: EMPLEO DE LOS MÉTODOS DE ELECTRÓLISIS PARA OBTENER EL METAL PURO A PARTIR DE CUALQUIERA DE SUS COMPUESTOS O BIEN LA PURIFICACIÓN DE UNA FORMA IMPURA DEL METAL

27 Pirometalurgia del Hierro
Obtención del hierro de sus minerales utilizando calor

28 Esquema General de la Pirometalurgia del Hierro
Aire Concentración del mineral Quebrado Lavado Cribado Concentrado Escoria Extracción del mineral de hierro Transporte del mineral de hierro Alto horno Arrabio Preparación del mineral de Hulla - Refinado Calentado Transporte del mineral de Hulla Extracción de Hulla Preparación del mineral de coque Lavado Quebrado Cribado Extracción de piedra caliza Transporte de piedra caliza

29 PIROMETALURGIA DEL Fe Diagrama de Flujo del proceso
Escoria CO, CO2 NO2 Óxido de Fe Impurezas Mineral Reducción en Alto horno Concentración Ganga Coque (C) CaCO3 Aire O2 y N2 Fe Impuro Recortes de Fe CaO Fe, C Ni, P Si, etc Fe y C ACERO Al carbón CO2 SO2 Refinación en Convertidor Ni2SiO4 Mn2SiO4 Ca3(PO4)2 O2 o O2 y Ar

30 Principales menas de Hierro
Mineral Contenido de Fe Hematita (mena roja) 70% de hierro Magnetita (mena negra) 72.4% de hierro Siderita (mena café pobre) 48.3% de hierro Limonita (mena café) 60-65% de hierro

31 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (1) Proceso de concentración
Principales minerales: Hematita Fe2O3 y Magnetita Fe3O4 Concentración de minerales: Se muele en forma de polvos finos y se separa el mineral de la ganga mediante imanes El contenido de hierro sube de % a 60 o 65 %. Se forman lingotes pequeños de 6 a 25 mm de diámetro para meter el mineral al Alto horno. Tostación: Este proceso no se lleva a cabo debido a que el mineral ya es un óxido.

32 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (2) Proceso de reducción
Reducción del mineral: se lleva a cabo en un alto horno, reactor químico continuo, de 60 m de altura 16 m de ancho, capaz de producir 10, 000 Toneladas diarias. Los altos hornos se cargan con una mezcla de coque, mineral de hierro y piedra caliza.

33

34 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (3) Funciones del coque y CaCO3
El coque tiene dos funciones principales: como combustible para calentar el horno y producir gases reductores como el CO y H2. El CaCO3 sirve para formar las escorias.

35 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (4) Operación del alto horno
El aire precalentado se introduce al alto horno por la parte inferior, y su función es permitir la combustión del coque. Para producir 1kg de hierro, se requiere de 2 kg de mineral, 0.3 kg de piedra caliza, 1 kg de coque y 1.5 kg de aire.

36 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (5) Formación de CO y H2 en el Alto Horno
El coque se quema en la parte baja del horno, a esta temperatura el CO2 no es estable y reacciona con el coque como se muestra en las siguientes ecuaciones: C(s) O2(g) CO2(g) C(s) CO2(g) CO(g) , sumándolas 2C(s) + O2(g) CO (g) El vapor de agua presente en el aire también reacciona con el coque: C(s) H2O(g) CO(g) + H2(g)

37 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (6)
Reacciones de obtención de Fe por reducción con CO e H2. Los óxidos metálicos son reducidos y para el caso del Fe3O4, las reacciones químicas son: Fe3O4(s) CO(g) Fe(s) + 4 CO2(g) Fe3O4(s) H2(g) Fe(s) + 4 H2O(g)

38 PIROMETALURGIA DEL HIERRO (7) Reducción de Impurezas
Los otros elementos presentes también se reducen: MnO(s) + CO(g) Mn(l) + CO2(g) SiO2(l) CO(s) Si(l) + 2CO2(g) P2O5 (l) CO(s) P(l) + 5 CO2 (g) La escoria formada se queda encima del hierro fundido y lo protege. El hierro fundido se moldea en lingotes que se utilizan para la fabricación de acero.

39

40 Salida de hierro fundido
Alto Horno Mineral, piedra caliza y coque CO, CO2, NO2 250°C Tobera para suministro de aire caliente 600°C 1000°C Boquilla de soplado de aire caliente 1600°C Escoria Salida de hierro fundido Hierro fundido Hombre

41 Reducción directa del mineral
REDUCCIÓN DIRECTA DEL MINERAL DE HIERRO      También se puede utilizar el método de reducción directa, el cual emplea agentes reductores como gas natural, coque, aceite combustible, monóxido de carbono, hidrógeno o grafito. El procedimiento consiste en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores, El producto del sistema de reducción directa es el hierro esponja que consiste en unos pellets de mineral de hierro los que pueden ser utilizados directamente para la producción de acero.

42 Obtención de Fe esponja

43 Producción de Hierro esponja
Agua Caliente Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O Mineral de hierro H2O(v) Agua H2 (g) + CO (g) Reactor 1 Energía Reactor 2 CH4 + H2O  CO + 3H2 Agua fría CH4 METANO Hierro Esponja

44 REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO(1) La refinación se lleva a cabo en un recipiente llamado Convertidor con capacidad aproximada de 300 Ton, Inicialmente se carga con recortes de hierro y CaO (75 Ton), posteriormente se llena con hierro fundido proveniente del alto horno.

45

46 REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO(2) El hierro tiene como impurezas: 0.6 a 1.2% de Si, 0.2% de P, 0.4 a 2% de Mn y 0.3 % de S y gran cantidad de C. Se utiliza como agente oxidante O2 puro u O2 con Ar.

47 REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO(3) El O2 reacciona con las impurezas y permite su disminución: C y S se eliminan como CO2 y SO2. El Si forma SiO2, que se adhiere a la escoria, los óxidos metálicos forman silicatos con el SiO2 La presencia de CaO ayuda a la eliminación del P, formándose el Ca3(PO4)2.

48

49 REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO (4) En resumen, las impurezas del hierro reaccionan con O2 2 Mn(l) O2(g) MnO(l) 2 Ni (l) O2(g) NiO (l) Si(g) O2(g) SiO2(l)

50 REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO (5) Los óxidos metálicos reaccionan con el SiO2 formando silicatos que se integran a la escoria: 2 MnO (l) + SiO2(l) Mn2SiO4 2 NiO (l) + SiO2(l) Ni2SiO4 Y el P reacciona con el CaO formando fosfato: 3 CaO(l) P2O5(l) Ca3(PO4)2(l) que también se integra a la escoria.

51 CONVERTIDOR DE HIERRO Y ACERO
Ladrillos refractarios Cinturón Para el Manejo del recipiente Hierro Fundido y escoria Entrada de O2 y O2 – Ar Cubierta removible Extremo para vaciarlo

52

53 COMPARACIÓN DE PROCESOS DE OBTENCIÓN DEL HIERRO
PROCESO TRADICIONAL COQUIZADOR ALTO HORNO CONVERTIDOR COLADA CONTINUA Gas Natural PELLETS MINERAL ENERGÍA ELÉCTRICA CARBÓN Producción de Gas de síntesis Reactor de Reducciób CONVERTIDOR PROCESO DEL HIERRO ESPONJA

54 Fabricación de Fe y aceros
Arrabio Liquido o sólido Proceso de pudelado Convertidor Bessemer Hornos de Hogar abierto Hornos de Arco eléctrico Hornos de Refinación Cubilote Hierro dulce C < 0.1% Aceros al carbón 0.1 % > C < 2.0 % Colados de Hierro maleable > C < 2.5 % Hierro colado maleable %< C < 3.75%

55 Influencia de los elementos químicos en el hierro
Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se puede decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad.

56 Influencia de los elementos químicos en el hierro
Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro, arriba de 3.25% actúa como endurecedor. El hierro con bajo contenido de silicio responde mejor a los tratamientos térmicos. Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro.

57 Pirometalurgia del Hierro
Equipo Industrial Pirometalurgia del Hierro

58 Alto horno

59 Horno de arco eléctrico

60 Proceso Hidrometalúrgico
Metalurgía de Oro

61 Hidrometalúrgia del Au Diagrama de flujo
Tanque de disolución Mineral Aire (O2 y N2) Solución acuosa de NaCN Filtro Ganga Au en solución Impurezas solubles Precipitador de impurezas CaO M(OH)n de Au Zn (Au(s) Zn(s) Eliminador de Zn Aire ZnO Au

62 HIDROMETALURGÍA DEL ORO (1) Reacción en el tanque de disolución
Para minerales con muy poco contenido de oro, se utiliza un método por vía humeda con NaCN en presencia de oxígeno del aire, se forma un compuesto complejo estable que es soluble en agua: 4Au(s) + 8NaCN(ac) + O2(ac) + 2H2O(l) AuNa(CN)2(ac) + 4NaOH(ac)

63 HIDROMETALURGÍA DEL ORO (2) Precipitación de impurezas y de Au
Esta solución se trata con CaO, para precipitar otros iones metálicos como hidróxidos, por ejemplo: Mn2+(ac) + CaO(s) + H2O(l) Mn(OH)2(s) + Ca2+(ac) Se filtra la solución y se trata con Zn metálico para precipitar el Au: 2 AuNa(CN)2(ac) + Zn(s) ZnNa2(CN)4(ac) + 2Au(s)

64 HIDROMETALURGÍA DEL ORO (1) Purificación del Au
Mediante la filtración se obtiene una mezcla de Zn y Au, para separar el Zn, primero se calienta para formar el ZnO(s), el cual calentarse se sublima y deja al Au, el cual se funde con borax Na4B4O7.10H2O y Sílice SiO2, con lo cual se forma una escoria en la cual se eliminan Los óxidos metálicos que pudieron haber quedado.

65 Proceso Hidro y Electro metalurgico
Metalurgia del Aluminio

66 Metalurgía del aluminio
Para la obtención del aluminio, se usan dos procesos metalúrgicos: Hidrometalurgia (concentración del mineral) Electrometalurgia para obtener el metal.

67 Hidrometalurgia (proceso Bayer)
Reactor de Concentración de mineral Bauxita Al2O3 + Impurezas Solución acuosa de NaOH al 30 % Silicoaluminatos Óxido e hidróxidos de Fe Al2O3 purificado Proceso Hall

68 METALURGIA DEL ALUMINIO (1) Hidrometalurgia (Proceso Bayer)
El mineral más adecuado para obtener el Al es la bauxita Al2O3.xH2O. Para eliminar las impurezas de Fe y SiO2, se emplea el proceso Bayer, en el cual el mineral se muele y pulveriza, y se hierve en solución acuosa concentrada de NaOH al 30% entre 150 y 230 °C, obteniéndose: Al2O3.H2O(s) + 6H2O (l) + 2OH-(ac) Al(H2O)2(OH)4-(ac)

69 METALURGIA DEL ALUMINIO (2) Hidrometalurgía
Las impurezas de SiO2 precipitan como silicoaluminatos y el óxido hierro como un lodo rojo. A la solución que contiene el aluminio se le elimina el agua, el sólido resultante se calcina y se obtiene un óxido parcialmente hidratado Al2O3.xH2O llamado alumina que al calentarlo a 1000°C se convierte en óxido de aluminio anhidro.

70 Electrometalurgia del aluminio Proceso Hall
Criolita CO2 gas Aluminio fundido Celda electrolítica Proceso Bayer Al2O3 Corriente eléctica C electrodos de Grafito (anodos)

71 METALURGIA DEL ALUMINIO (3) Electrometalurgia
Se emplea el proceso Hall en el cual se disuelve el Al2O3 purificado en criolita fundida Na3AlF6, la cual se funde a 1012 °C y es un buen conductor de la corriente eléctrica.

72 METALURGIA DEL ALUMINIO (4) Electrometalurgia
En la electrólisis se emplean ánodos de grafito los cuales se consumen. En el proceso de la electrolisis. La reacciones que ocurren en los electrodos son las siguientes: criolita 2Al2O3(l) Al O2- Ánodo 3 C(s) + 6O CO2(g) + 12e- Cátodo 4 Al e Al (s)

73 METALURGIA DEL ALUMINIO (5) Electrometalurgia
Ya que el metal se concentra en la parte baja de la cuba electrolítica, debido a que es mas denso que la solución de criolita-alumina, el aluminio fundido se descarga y se hacen lingotes

74 + - ELECTROMETALURGIA DEL ALUMINIO Ánodos de grafito. Al2O3 disuelto
En criolita fundida Aluminio fundido Recipiente de Hierro con carbono Ánodos de grafito. ELECTROMETALURGIA DEL ALUMINIO Aluminio fundido

75 Pirometalurgia vs Electrometalurgia
Metalurgia del Cobre

76 PIROMETALURGIA VS HIDROMETALURGIA (1)
El Cu se obtiene principalmente de las calcopirita CuFeS2, usando métodos pirometalurgicos, mediante la siguiente reacción: 4CuFeS2(s) O2(g) CuO(s) + 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)

77 PIROMETALURGIA VS HIDROMETALURGIA (2)
La anterior reacción genera algunos problemas: Gasto energético muy alto, para producir la reacción Gran cantidad de escoria de Fe como óxido. Producción de SO2(g) que se descarga a la atmósfera causando contaminación ambiental.

78 PIROMETALURGIA VS HIDROMETALURGIA (3)
Actualmente se pone en práctica un método hidrometalurgico que evita la mayoría de los problemas. El método hidrometalurgico implica la oxidación en medio acuoso de la calcopirita CuFeS2, después de que ha sido concentrada por flotación.

79 PIROMETALURGIA VS HIDROMETALURGIA(4)
El mineral finamente dividido se suspende en una solución acuosa de ácido sulfúrico en presencia de oxígeno, donde tiene lugar la oxidación de la calcopirita, según la siguiente ecuación: 2CuFeS2(s) + 2H+(ac) + 4O2(g) 2Cu2+(ac) + SO42-(ac) + Fe2O3(s) + 3S(s) + H2O(l)

80 PIROMETALURGIA VS HIDROMETALURGIA (5)
La solución resultante se sujeta a una electrólisis para obtener cobre metálico, la solución remanente es ácido sulfúrico el cual se vuelve a reciclar al sistema.

81 ELECTROMETALURGIA DEL COBRE (1)
En general el Cu en bruto que se obtiene de CuFeS2 o de Cu2S mediante procesos pirometalurgicos no esta lo suficientemente puro para sus aplicaciones como conductor eléctrico. La refinación del cobre se hace mediante electrólisis Los ánodos son de cobre bruto y los cátodos son de cobre puro, la solución electrolítica es sulfato de cobre CuSO4(ac).

82 ELECTROMETALURGIA DEL COBRE (1)
Al conectar la celda a un voltaje, el cobre del ánodo se oxida y El Cu2+ de la solución se reduce en el catodo. Anodo Cu0(s) Cu2+(ac) + 2e- Cátodo Cu2+(ac) + 2e Cu0(s)

83 ELECTROMETALURGÍA DEL COBRE
Cu impuro Solución Cu puro Cátodo(-) Ánodo(+) ELECTROMETALURGÍA DEL COBRE

84 Proceso Electrometalurgico
Metalurgia del Sodio

85 ELECTROMETALURGIA DEL SODIO
Se emplea la electrolisis del cloruro de sodio fundido. El medio electrolitico donde fluye la corriente electrica es el cloruro de sodio fundido, el cual se ioniza como se muestra a continuación: NaCl (l) Na1+(solv) Cl1- (solv)

86 ELECTROMETALURGIA DEL SODIO
Para disminuir el punto de fusión del medio se agrega CaCl2 (de 804°C disminuye a 600°C) Se evita el contacto del Cl2 y el Na, también no se permite el O2 Las reacciones en los electrodos son; Ánodo 2Cl1- (solv) – 2e Cl0(solv) Cl2(g) Cátodo 2Na1+(solv) + 2e Na(l)

87 - + ELECTROMETALURGIA DEL SODIO Entrada para vaciar
Cloruro de sodio fundido Ánodo de grafito Entrada para vaciar Pantalla de hierro para Evitar la combinación de Na y Cl2 Salida de Na Fundido Salida de cloro gas 2Cl- -2e  Cl2 Cátodo de acero 2Na e  2Na0