1 TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I 1º DE BACHILLERATO. Tema 13-I CIENTÍFICO TECNOLÓGICO MATERIALES METÁLICOS: METALES NO FERROSOS

2 GENERALIDADES- METALES NO FERROSOS  Los metales no ferrosos se pueden clasificar entres grandes grupos:  - Metales no ferrosos pesados: Son aquellos cuya densidad es mayor de 5g/cm 3, (cobre, estaño, plomo, cobalto, níquel, cinc, wolframio y cromo).  - Metales no ferrosos ligeros: Con densidades comprendidas entre 2 y 5 g/cm 3, ( como el aluminio y el titanio).  - Metales no ferrosos ultraligeros: Con densidades inferiores s 2g/cm 3 (como el magnesio y el berilo).  En general todos ellos tienen las siguientes cualidades:  - Resistentes a la corrosión y a la oxidación.  - Son fácilmente moldeables y mecanizables.  - Algunos tienen gran conductividad, térmica y eléctrica.  - Presentan un buen acabado superficial ¤ COBRE WOLFRAMI O BAUXITA (ALUMINIO) CROMO NÍQUEL RUTILO (60% TITANIO) BERILO MAGNESIO

3 Metales no ferrosos: cobre-I  El cobre (Cu) es uno de los metales no ferrosos mas utilizados.  - de color rojizo.  - con gran conductividad térmica y eléctrica.  - densidad 8,96 g/cm 3.  - es maleable y dúctil (puede estirarse en hilos finos).  - se oxida a partir de los 120ºC.  El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor.  Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces (cobre y estaño), latones (cobre y cinc) alpacas ( cobre, níquel y cinc) también conocida como “plata alemana”.  se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas. Latón Bronce Alpaca (plata alemana)

4 Metales no ferrosos: cobre-II  Datos del cobre:  - apariencia metálica.  - color pardo rojizo.  - conductividad eléctrica elevada.  - conductividad térmica alta.  - densidad 8,96 g/cm 3.  - temperatura de oxidación, por encima de 120ºC.  - es muy dúctil y maleable.  Metalurgia del cobre.- Los minerales mas utilizados para la obtención del cobre son los sulfurados.  Además de cobre contienen grandes cantidades de hierro y otros minerales aprovechables.  Para la obtención del cobre de forma industrial se utilizan dos métodos:  - Por vía seca.- Cuando el contenido de cobre sea mayor del 10%.  - Por vía húmeda.- Cuando el contenido de cobre es menor del 10%.

5 El Cobre: métodos de obtención.I.  POR VÍA SECA: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre supera el 10%.  Consta de los siguientes pasos:  1. Se tritura el mineral, se criba y se muele hasta reducirlo a polvo.  2. Se introduce en un recipiente con agua abundante, donde se agita para eliminar la ganga que flota.  3. La mena que quede se lleva a un horno de pisos donde se oxida para eliminar el hierro presente. De este modo se separa el cobre del hierro  4. A continuación se introduce el mineral de cobre en un horno donde se funde. Luego se añade sílice y cal que reaccionan con el azufre y restos de hierro, formando la escoria que flota y se elimina. El cobre líquido que se encuentra debajo se denomina cobre bruto, cuya pureza es del 40%.  5. Por último, para obtener un cobre de alta pureza se somete el líquido a un proceso electrolítico. El cobre tendrá una pureza del 99,9%.

6 El Cobre: métodos de obtención. III  POR VÍA HÚMEDA.-  El procedimiento consiste en disolver el mineral triturado con ácido sulfúrico diluido y sulfato de hierro.  Precipita el cobre con una pureza del 80%.  Preferentemente se utiliza el método electrolítico utilizando un ánodo de plomo insoluble y un cátodo de cobre, obteniéndose un metal muy puro.

7 El Cobre: métodos de obtención. II  Refino del cobre bruto.- Para obtener una pureza del 99,95%, se realiza en :  - Horno de reverbero.- En el se funde el metal a unos 1.150ºC, en atmósfera oxidante, para oxidar las impurezas formando escoria, luego se introducen troncos de madera verde, en el liquido, cuyos gases reducen el oxido de cobre formado en la operación anterior.  - Refino electrolítico.- Los lingotes obtenidos anteriormente se conectan al ánodo, el cátodo son delgadas laminas de cobre puro cubiertas de grafito, donde se deposita el cobre puro obtenido y la disolución es de sulfato de cobre.  Los metales menos nobles se disuelven y quedan en la solución.  Los metales mas nobles, no se disuelven, se depositan en el fondo formando los barros anódicos. Ácido sulfúrico Sulfato de cobre

8 METALURGIA DEL COBRE POLÍTICA DE FOMENTO MINERO EXTRACCIÓN DEL MINERAL TRANSPORTE DEL MINERAL RECEPCIÓN TROCEADO DEL MINERAL OBTENCIÓN DE MUESTRAS SULFUROS ÓXIDOS SULFURADOS 1 a 2% de Cu, insolubles OXIDADOS 1 a 2% de Cu, solubles MOLIENDA HÚMEDA MOLINO DE BOLAS CONCENTRACIÓN DE COBRE FILTRADO Y SECADO SOLUCIÓN CON ORGÁNICO AGLOMERADO MOLINO DE BOLAS CONCENTRACIÓN (20 a 30% de Cu) FLOTACIÓN CONVERTIDOR MOLDEO ÁNODOS GASES ÁNODOS (99,7%Cu) CÁTODOS (99,99%Cu) ELECTRO OBTENCIÓN EXTRACCIÓN POR SOLVENTES H 2 SO 4 H2OH2O Ácido sulfúrico Agua

9 Aleaciones de cobre y aplicaciones.  Bronces.- Son aleaciones de cobre y estaño.  - Posee la resistencia a la corrosión de ambos.  - Pero mas duro y mas fuerte.  Latones.- Son aleaciones de cobre y cinc.  - Susceptible de gran brillo y pulimento.  Cuproaluminios.- Son aleaciones de cobre y aluminio.  - Son especialmente resistentes al agua de mar.  Cuproniqueles.- Son aleaciones de cobre con una proporción de níquel de hasta el 30%.  - gran resistencia a la oxidación.  Alpacas o platas alemanas.- Compuestas de cobre, níquel, cinc y estaño.  Aplicación de cobre.-  Su principal aplicación es como conductor eléctrico. Pues su ductilidad le permite transformarlo en cables de cualquier diámetro.  Por su alta resistencia a la oxidación se emplea en instalaciones de fontanería, tuberías y calderas.  Es muy utilizado en las plantas químicas. Aunque le afectan los ácidos: sulfúrico, nítrico y clorhídrico.

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11 FIN DE LAS DIAPOSITIVAS de la 1 a la 10 del T.13 MATERIALES NO FERROSOS  TEMA 13-I