18.4 METALURGIA EXTRACTIVA 18.4.1 OPERACIONES BÁSICAS 18.4.2 METALURGIA DEL COBRE 18.5 METALURGIA DEL HIERRO Y DEL ACERO

METALURGIA: Estudio general de los metales 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 Pretratamiento de menas Reducción a metales libres Afino o purificación

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

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

F L O T A C I N

3. Reducción a metales libres 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. 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.

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

PURIFICACIÓN MEDIANTE FUSIÓN POR ZONAS

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

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

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.

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

Fundición 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.

Conversión 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 obtiene Cobre con el 99% de pureza COBRE NEGRO

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

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

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

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

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 conversión de la mena de hierro a hierro metálico implica reacciones rédox y reacciones ácido-base complejas

Alto Horno: Funcionamiento

Reacciones Principales Alto Horno

Alto Horno: Resultado El hierro obtenido es impuro y se denomina “arrabio”. 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”.

Obtención Acero: Proceso De Oxígeno Básico

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

Reacciones de Los Procesos De Fabricación De Acero

G 12 Consuelo Alonso Cañizal chelo_ac_88@hotmail.com Sara Negro Rama sara_delf@hotmail.com Noelia Camacho Clavijo noelyacc@hotmail.com Sara González Hernández shaky_500@hotmail.com