Grupo 2. Proceso Productivo y Uso de Metales Ferrosos y No Ferrosos

 

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Proceso productivo  y us uso o de me meta tale less ferrosos y no ferrosos: Pb, Zn, Cu, Sn, Fe, Li, Mo.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA

EP- Ingeniería De Minas

INFORME Proceso productivo y uso de metales ferrosos y no ferrosos: Pb, Zn, Cu, Sn, Fe, Li, Mo.

ESTUDIANTES -

Aguirre Solís, Carlos Daniel

-

Balvin Romero, Rafael Caso Galarza, Jeson Kevin

-

Corilla Castillo, José Renato

-

Dávila Uribe, Gloria Angelica

-

Huancahuari Osorio, Alexander

-

Leiva Hovispo, Gabriel Máximo

-

Mejía Iparraguirre, Kelly Pilar

-

Patilla Pérez, Julio Cesar

-

Peña Conislla, Giancarlo Joao

-

Veliz Romaní, Juan Pablo

CATEDRÁTICO Ing. Gastón Marco Flores Ramos

CATEDRA Comercialización de metales y minerales Huancayo, 16 de mayo del 2021

 

1

Dedicatoria Dedico este proyecto a nuestros padres quienes a lo largo de nuestras vidas nos han apoyado y motivado en nuestra formación académica. A nuestros profesores a quienes les debemos gran parte de nuestros conocimientos.

 

2

ÍNDICE

Introducci Introduc ción ón ........................................................................................................................... 7

Resumen ................................................................................................................................ 8 Resumen Capítulo Capí tulo 1 .............................................................................................................................. 9 Definici Defi nición ón de los metale metaless ferrosos y no ferrosos..................................................................... 9 1.1 Metal Metales es Ferros Ferrosos os (Fe) ................................................................................................ 9 1.2 Tip Tipos os de me metales tales ferrosos........................................................................................... 9 1.2.1 Hierro dul dulce ce o hi hierro erro fforjado: orjado:............................................................................ 10 1.3 Ace Aceros: ros: .................................................................................................................... 10 1.4 Fundi Fundicione ciones: s: ............................................................................................................ 12 1.5 Metal Metales es no Ferrosos Ferrosos:: ................................................................................................ 14 Capítulo Capí tulo 2 ............................................................................................................................ 17 Proceso Productivo De Los Metales Ferrosos Y No Ferrosos ............................................... 17 1.6 Hid Hidrometal rometalurgia urgia:: ...................................................................................................... 18 1.7 Pirom Pirometalurgi etalurgiaa ......................................................................................................... 20 Capítulo Capí tulo 3 ............................................................................................................................ 23 Usos de los me metales tales ferrosos y no ferrosos ........................................................................... 23 1.8 Los Metal Metales es Ferrosos: .............................................................................................. 23 1.8.1 Los usos de los me metales tales ferrosos: ...................................................................... 23 1.9 Los Metal Metales es No Ferros Ferrosos os ......................................................................................... 25 1.9.1 Caracterí Característica sticass Generales: Generales: ................................................................................. 25 1.9.2 Los usos de los no ferros ferrosos. os. .............................................................................. 26 1.9.3 Clasi Clasificaci ficación ón De Los Los Metal Metales es No F Ferrosos: errosos:....................................................... 27 1.10 Ranking De Los Principales Países Que Producen Los Metales Ferrosos Y No Ferrosos A Niv Nivel el Mundi Mundial...................................................................................................... al...................................................................................................... 28 1.10.1 Plom Plomo............................................................................................................ o............................................................................................................ 28 1.10.2 Zinc............................................................................................................... 29 1.10.3 Cobre ............................................................................................................ 30 1.10.4 Estaño ........................................................................................................... 30 1.10.5 Hie Hierro rro............................................................................................................ 31 1.10.6 Liti Litioo .............................................................................................................. 31 1.10.7 Moli Molibdeno bdeno ..................................................................................................... 31 Capítulo Capí tulo 4 ............................................................................................................................ 33

 

3 Proceso Produc Productivo tivo Del Plom P lomoo ............................................................................................. 33 1.11 Perforaci Perforación ón Y Vola Voladura: dura: ....................................................................................... 33 1.12 Carguí Carguíoo Y Acarreo Acarreo ............................................................................................... 33 1.13 Chanca Chancado do Y Mol Molienda ienda .......................................................................................... 33 1.14 Proceso Meta Metalúrgi lúrgico co ............................................................................................. 33 1.14.1 Metalurgia Primaria (materias primas minerales) ............. ....... ............ ............ ............ ........... ........... ........ 34 1.14.2 Metalurgia Secundaria (materias primas desechadas) ............ ...... ............ ............ ............ ........... ....... 35 1.15 Come Comerciali rcialización.................................................................................................. zación.................................................................................................. 36

1.16 Usos Del Plomo ................................................................................................... 37 1.17 Aleaci Aleaciones ones............................................................................................................ 39 Capítulo Capí tulo 5 ............................................................................................................................ 41 Producción Producci ón Del Zinc ............................................................................................................ 41 1.18 Usos Del Zinc ...................................................................................................... 42 1.19 Susti Sustitutos tutos Del Zinc ............................................................................................... 43 1.20 Fundi Fundición ción Y Refinación........................................................................................ Refinación........................................................................................ 43 1.20.1 La Calcinaci Calcinación ón O Tostaci Tostación. ón. ......................................................................... 44 1.20.2 La Lixiviaci Lixiviación. ón. .............................................................................................. 44 1.20.3 La Depuración. Depuración............................................................................................... 44 1.20.4 Elec Electroli trolisis. sis. ................................................................................................... 45 1.21 Come Comerciali rcialización zación Del Zinc ................................................................................... 46 1.21.1 Metal Metales es fundidos. fundidos. .......................................................................................... 46 1.21.2 Metal Metales es refinados refinados .......................................................................................... 46 Capítulo Capí tulo 6 ............................................................................................................................ 48 Proceso Productivo Productivo Del Cobre ............................................................................................. 48 1.22 Expl Exploración oración y perforación: perforación: ................................................................................... 48 1.23 Minad Minado: o: ................................................................................................................ 49 1.24 Carguí Carguíoo y acarreo: ................................................................................................ 50 1.25 Chanca Chancadora dora primaria: primaria: ........................................................................................... 51 1.26 Concen Concentradora: tradora: ..................................................................................................... 52 1.27 Minerodu Mineroducto: cto:........................................................................................................ 53 1.28 Fil Filtrado: trado: ............................................................................................................... 54 1.29 Embarq Embarque: ue: ............................................................................................................ 54 Capítulo Capí tulo 7 ............................................................................................................................ 56 Proceso produc productivo tivo del Sn .................................................................................................... 56

 

4 1.30 Unid Unidad ad Minera San Rafael Rafael:................................................................................... :................................................................................... 56 1.31 Estaño: ................................................................................................................. 56 1.32 Concen Concentradora: tradora: ..................................................................................................... 57 1.33 Fundi Fundición: ción: ............................................................................................................ 57 1.34 Refi Refinería: nería: ............................................................................................................. 58 Planta de subpr subproductos oductos ................................................................................................ 58 Planta de moli molienda enda de escoria: escoria: ..................................................................................... 59 Producción Producci ón y Comerci Comercializa alización: ción: .................................................................................. 59 1.35 Cadena de val valor or del estaño ................................................................................... 59 1.36 Usos: .................................................................................................................... 61 Capítulo Capí tulo 8 ............................................................................................................................ 62 Procesos Productivo Productivo del Fe .................................................................................................. 62

1.37 Usos del hierro puro en la actualidad actualidad .................................................................... 62 1.38 Aleaci Aleaciones ones del hierro ............................................................................................ 62 1.39 Obtención del acero por medio de aceros productivos ............. ....... ............ ............ ............ ........... ........... ........ 63 1.40 Usos del hierro en forma forma de acero......................................................................... 66 Capítulo Capí tulo 9 ............................................................................................................................ 69 Procesos Productivos Productivos del Litio ............................................................................................. 69 1.41 Obtención a partir de Pegmatitas o depósitos depó sitos “Roca dura” .................................... 69 1.42 Obten Obtención ción a partir partir de salmueras salmueras ............................................................................ 70 1.43 Los principales usos del Litio “Li” ....................................................................... 73 1.43.1 Indus Industria tria del Alumi Alumini nioo ................................................................................... 73 1.43.2 Indus Industria tria del Vidrio Vidrio y de Cerámica Cerámica ................................................................ 74 1.43.3 Sistema de Aire Acondicionado y Control de Humedad......... Humedad... ............ ............ ............. ............ ..... 75 1.43.4 Grasas y Lubricantes Lubricantes ..................................................................................... 75 1.43.5 Cauch Cauchoo Sin Sintétic téticoo ........................................................................................... 75 1.43.6 Pila Pilass de Litio Litio ................................................................................................. 76 1.43.7 Otras Aplicaci Aplicaciones ones ........................................................................................ 77 1.43.8 Futuros Usos ................................................................................................. 77 Capítulo Capí tulo 10 .......................................................................................................................... 78 Procesos productivos productivos del Mo................................................................................................ 78 1.44 Extracci Extracción ón ............................................................................................................ 78 1.45 Fundi Fundición ción ............................................................................................................. 78 1.46 Refi Refinaci nación ón ............................................................................................................ 79

 

5 1.47 Come Comerciali rcialización.................................................................................................. zación.................................................................................................. 79 1.48 Deman Demanda da .............................................................................................................. 80 1.49 Oferta ................................................................................................................... 81 1.50 Preci Precioo ................................................................................................................... 81 1.51 Usos ..................................................................................................................... 82 Conclusiones Concl usiones........................................................................................................................ 83 Recomendaci Recom endaciones ones ................................................................................................................ 84 Bibliografía Bibli ografía .......................................................................................................................... 85

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Visu Visualiza alización ción del acero .......................................................................................... 14  Figura 2:  Proceso general de extracción extracción de me metales............................................................... tales............................................................... 18  Figura 3: Proceso hid hidrometal rometalúrgico úrgico ....................................................................................... 19  Figura 4: Mma Mmaterias terias primas .................................................................................................. 19  Figura 5 :Proces :Procesoo pirom pirometalú etalúrgico rgico......................................................................................... 22 

Figura 6 :Metal :Metales es Ferrosos .................................................................................................... 23  Figura 7: Acero ..................................................................................................................... 24  Figura 8: Hierro Fundid Fundido....................................................................................................... o....................................................................................................... 25  Figura 9: Metal Metales es No Ferros Ferrosos os .............................................................................................. 26  Figura 10: Metal Metales es No Ferros Ferrosos os ............................................................................................ 28  Figura 11: Prin Principales cipales productores del Pb.............................................................................. 28  Figura 12: Producc Produccion iones es en TM de Pb ................................................................................... 29  Figura 13: Prin Principales cipales productore productoress del Zn ............................................................................. 29  Figura 14: Prin Principales cipales productores del Sn.............................................................................. 30  Figura 15: Producc Produccion iones es en TM de Fe ................................................................................... 31  Figura 16: Prin Principal cipales es productores productores del Mb ............................................................................ 32  Figura 17: Proceso metal metalúrgico úrgico del Pb .................................................................................. 34  Figura 18: Metal Metalurgia urgia primaria primaria del Pb ................................................................................... 35  Figura 19: Metal Metalurgia urgia secundaria del Pb ............................................................................... 36  Figura 20: Dem Demanda anda del Pb ................................................................................................... 36  Figura 21: Ofe Oferta rta del Pb ........................................................................................................ 36  Figura 22: Precios del Pb ...................................................................................................... 37  Figura 23:Proceso metal metalúrgic úrgicoo del Zinc ................................................................................ 45  Figura 24: Grafi Grafico co de Precios Precios del Zinc .................................................................................. 47  Figura 25: Perf Perforadora oradora .......................................................................................................... 48  Figura 26: Carguí Carguíoo de explosivos explosivos .......................................................................................... 49  Figura 27: Vol Voladura adura .............................................................................................................. 50 

 

6 Figura 28: Carguí Carguíoo del mi mineral neral .............................................................................................. 51   

Figura 30: 29: Chan Chan Chancadora cadora .......................................................................................................... 51  Figura Chancadora cadora prim primaria aria ............................................................................................ 52 Figura 31: Moli Molienda enda .............................................................................................................. 53  Figura 32: Fl Flotación otación .............................................................................................................. 53  Figura 33: Min Mineroducto......................................................................................................... eroducto......................................................................................................... 54  Figura 34: Pl Planta anta de fil filtros tros .................................................................................................... 54  Figura 35: Emb Embargue argue............................................................................................................. 55  Figura 36: Estañ Estañoo .................................................................................................................. 57  Figura 37: Conce Concentradora ntradora...................................................................................................... 57  Figura 38: Proceso Producti Productivo vo del Estaño ............................................................................. 59  Figura 39: Cadena de Valor del Estaño.................................................................................. 60  Figura 40: Obten Obtención ción del acero esquem esquemático. ático. ........................................................................ 65    Figura 41: Prin Principales cipalesaMineral Minerales es Pegmatitas de Litio Litio .............................................................................. 69  Figura 42: Obtención partir de o depósitos Roca dura ....................................... 69 Figura 43: Obtención utilizando salmueras del salar de atacama ............................................ 71   Figura 44: Obtención de cloruro de litio a partir de carbonato. .............................................. 72  Figura 45: Obtención de litio metálico a partir de carbonato de litio. ..................................... 72   Figura 46:Uusos del li litio tio ....................................................................................................... 73  Figura 47: Deman Demanda da del Mo .................................................................................................. 80  Figura 48: Ofe Oferta rta del Mo ....................................................................................................... 81 

 

7

Introducción Cualquier metal solido que se pueda fundir puede ser moldeado. Los metales y métodos de moldeo se influencian el uno al otro: la mejor opción para el moldeo de un producto está influenciada por cómo su metal se comportará en su estado fundido, enfriado y sólido. Para estas dependencias, las especialidades de una fundidora son parte de la determinación de qué tipo de productos hacen. Una de las mayores distinciones en la especialización es si las fundidoras trabajan con metales ferrosos, metales no ferrosos, o ambos. La definición de un metal ferrosos es cualquier metal que contenga hierro; los metales no ferrosos no lo tienen. La metalurgia ferrosa representa casi el 90% el 90% de la producción mundial de metal. metal. El  El hierro gris es el metal fundido más común en las fundidoras. Por fuera de la fundidora, el acero es la aleación ferrosa más usada en la industria, la construcción y el transporte. Los metales ferrosos se definen como aquellos metales que contiene hierro. Los metales no ferrosos no lo tienen. El atributo distintivo del hierro es que es denso, fuerte cuando se mezcla con carbono, abundante y fácil de refinar, altamente susceptible a la corrosión y magnético. Hacer aleación de hierro con otros elementos en diferentes proporciones puede mitigar o

eliminar uno o más de estos factores. La obtención de nuevos materiales y los procesos productivos para su transformación en  productos finales es un fin de la tecnología. Para Par a ello es necesario conocer sus orígenes, or ígenes,  propiedades, características caracter ísticas y comportamiento ante los distintos tipos de requerimientos.

 

8

Resumen En el presente informe encontraras las definiciones de los metales ferrosos y no ferrosos, así como las menores técnicas posibles de su extracción y transformación, además de sus  propiedades y usos. Este informe consta de cuatro partes: La primera donde encontraras la definición de los procesos productivos de los metales ferrosos y no ferrosos, ya sea la pirometalurgia o hidrometalurgia. En la segunda parte del informe encontraras el uso y utilidad de estos metales, también de las toneladas producidas en el último año en el Perú, y su comercialización. En la tercera parte se encontrará los distintos procesos productivos explicados detalladamente desde la extracción hasta la comercialización, además de su uso de los metales : Plomo (Pb), Zinc (Zn) , Cobre (Cu), Estaño (Sn), Hierro (Fe), y Molibdeno (Mo). Y en la última parte encontraras, las conclusiones que se sacaron del respectivo informe además de la bibliografía utilizada.

 

9

Capítulo 1 Definición de los metales ferrosos y no ferrosos 1.1   Me  Mettale less F err osos sos (F e)   Los metales ferrosos son el hierro y sus aleaciones, el hierro dulce o forjado, el acero y la fundición. Son los más utilizados debido a su bajo coste de extracción extr acción y obtención. El hierro es el elemento químico (Fe) que constituye el 5% de la corteza terrestre (2º metal más abundante). No está presente en estado puro sino en combinación con otros elementos en minerales: magnetita, siderita, hematita. Su principal inconveniente es que pode oxidarse al reaccionar con el oxígeno del aire o agua degradando el metal hasta provocar su rotura. El hierro tiene alta temperatura de fusión, más de 1.500ºC. Este es el motivo por lo que su metalurgia fue tardía, posterior al cobre y al bronce. Suponen a 3ª Edad de los Metales, la Edad de Hierro (700 a.C.). El dominio de la metalurgia del hierro y sus aplicaciones fueron cruciales para el avance de la agricultura, de la ganadería, guerras. La forja artesanal de los herreros era la forma tradicional de moldear el metal: consiste en una forja o fogón en el que se aviva el fuego mediante aire procedente de un fuelle. El metal se pone al “rojo vivo” o incandescente (800ºC) y se golpea con el martillo sobre un yunque para

moldearlo y eliminar impurezas. Luego se dejaba enfriar rápidamente (templar) en un recipiente. 1.2 

T i po poss de me meta tales les ffe er r oso ososs

El hierro puro tiene muy pocas aplicaciones técnicas debido la que sus propiedades son muy deficientes. Pero se lo combinamos con pequeñas cantidades de Carbono, un no metal,

mejora notablemente sus propiedades. Según la cantidad carbono que se agrega al hierro,

 

10  podemos distinguir las siguientes aleaciones: hierro hierr o dulce, aceros y fundiciones. Los aceros suponen el metal más importante por sus aplicaciones. 1.2.1  H i er r o d dulce ulce o hie hierr r o fo forr j ado: 

 

Característica:   Contenido de Carbono inferior al 0.03%.

 

Propiedades:



 

De color plateada.

 

Se oxida con facilidad y se agrieta internamente.

 

Blando, cuanto más puro.

 

Muy dúctil y maleable.

 

Buen conductor de la electricidad.

 

Admite la forja para moldearlo.

 

Difícil soldadura.

 

Aplicaciones:



   

Muy pocas, en aplicaciones eléctricas porque es buen conductor.  Núcleos de electroimanes.

1.3   Ace  Aceros ros::

El acero es una aleación una aleación de hierro de hierro y carbono en un porcentaje de este último elemento variable entre el 0,08% y el 2% en masa de su composición.1 composición.1 2  2La La rama de la metalurgia la metalurgia que se especializa en producir acero se denomina siderurgia denomina  siderurgia o acería. El acero producido antes de la detonación de las primeras bombas primeras  bombas atómicas es es acero  acero de  bajo fondo, no fondo, no contaminado por   radionucleidos.  radionucleidos. 

 

11 La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03% y el 1,075% ;3 a partir de este  porcentaje se consideran otras aleaci a leaciones ones con co n hierro. El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades sus  propiedades físicoquímicas. Sin químicas.  Sin embargo, si la aleación posee una concentración de carbono mayor del 1,8%, se  producen fundiciones fundiciones,1 ,1 que son mucho más frágiles que el acero y no es posible forjarlas, posible  forjarlas, sino  sino que tienen que ser  moldeadas.   moldeadas.   

Característica:



 

 

Contenido de Carbono entre 0.03% - 1.76%. Propiedades:



 

Excelentes propiedades mecánicas: dureza, tenacidad, resistente los esfuerzos.

 

Más duros cuanto más carbono.

 

Bajo cueste de obtención.

 

Se oxidan con facilidad.

 

Aplicaciones:



 

Aceros al carbono, simples o comunes: son los constituidos solo por hierro y

carbono. Se emplea en herramientas, clavos, tornillos, relojes, vehículos ferroviarios, automóviles, embarcaciones, perfiles de vigas, piezas.  

Aceros aleados o especiales: pasan por un afino para añadir otros metales o no

metales y mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Se emplean en maquinaria, corte, equipos quirúrgicos, vehículos espaciales, reactores nucleares. Los aceros inoxidables o INOX están aleados con cromo y níquel.

 

12 1.4 

F und undii cion cione es:

Las fundiciones son aleaciones hierro aleaciones hierro-carbono -carbono donde el contenido de carbono varía entre 2,14% y 6,67% (aunque estos porcentajes no son completamente rígidos). Comúnmente las más usadas están entre los valores de 2,5% y 4,5%, ya que las de mayor contenido de carbono carecen de valor práctico en la industria. Además de hierro y carbono, lleva otros elementos de aleación de aleación como como silicio,  silicio, manganeso,  manganeso, fósforo,  fósforo, azufre  azufre y oxígeno.  oxígeno.   Seguirán el diagrama el diagrama de equilibrio estable (Fe-C) (o su porción Fe-Fe3C) o metaestable dependiendo de distintos factores, principalmente de si se produce o no la grafitización. la  grafitización.   Obtienen su forma definitiva por  colada  colada industrial, permitiendo industrial,  permitiendo la fabricación con relativa facilidad de piezas de grandes dimensiones y pequeñas complicadas. Son más baratas que los aceros y de fabricación más sencilla por emplearse instalaciones menos costosas y realizarse la fusión a temperaturas más bajas (además son fáciles de mecanizar). Actualmente, se fabrican fundiciones con excelentes propiedades mecánicas, haciéndole la competencia a los aceros tradicionales.  

Tipos de fundiciones:



 

Fundiciones grises:  grises:  Presentan el carbono en forma de grafito de  grafito laminar. Suelen estar aleados con silicio con silicio (elemento muy grafitizante).

Una lenta velocidad de enfriamiento favorece la formación de una fundición gris ya que la lentitud en las reacciones favorece que se formen los constituyentes más estables: la cementita la cementita se transforma en ferrita en ferrita y grafito (grafitización). Son fácilmente mecanizables ya que el grafito favorece la salida de la viruta.  

Fundiciones blancas:  blancas: 

El carbono aparece en forma de cementita. de  cementita.  

 

13 La cantidad de silicio es mínima.

Las velocidades rápidas de enfriamiento favorecen la formación del cementita. Tienen una alta resistencia alta resistencia mecánica y dureza,  dureza, pero  pero también gran fragilidad gran  fragilidad (propiedades debidas a la cementita), por lo que son difíciles de mecanizar. Propiedades:

 



 

Menos dúctiles y tenaces que los aceros.

 

Mala soldadura.

 

Más duros que los aceros ya que el carbono le da dureza, pero aumenta la

fragilidad.  

Más fáciles de mecanizar que los aceros.

 

Funden fácilmente, la menor temperatura que los aceros y el hierro puro (400ºC

menos).  

Permiten la obtención de piezas de diferente complejidad y tamaño empleando

moldes.  

Aplicaciones:



 

Mobiliario urbano: farolas, bancos, fuentes, tapas de alcantarilla.

 

Bancadas o bloques de motores, de maquinaria, calderas, … 

 

14  

Lingotes para obtener acero.

 Figura 1: Visualización del acero

1.5   Me  Mettale less no F err rro osos: sos:

En metalurgia, En  metalurgia, un  un metal no ferroso es un un metal,  metal, incluyendo  incluyendo aleaciones, que no contiene hierro contiene  hierro en cantidades apreciables. Importantes metales no ferrosos incluyen aluminio, incluyen  aluminio, cobre,  cobre, plomo,  plomo, níquel,  níquel, estaño,  estaño, titanio  titanio y zinc y aleaciones como el latón. el latón. Los  Los metales preciosos tales como oro, como  oro, plata  plata y platino y metales exóticos o poco comunes, tales como cobalto, como  cobalto, mercurio,  mercurio, tungsteno,  tungsteno, berilio,  berilio, bismuto.  bismuto.   Los metales no ferrosos son los que no contienen hierro, por lo que los metales de aleación, que están libres de hierro, también se consideran no ferrosos. Algunos ejemplos de metales no ferrosos son el aluminio, el latón, el cobre y el acero de tungsteno. Los metales no ferrosos se utilizan en diversas aplicaciones, generalmente en entornos industriales. Ya que tienen un peso más ligero, son beneficiosos, por ejemplo, para construir máquinas donde sea importante la ligereza. Se suelen utilizar cuando la atracción magnética del hierro puede ser una desventaja. Los metales no ferrosos también son ideales para aplicaciones electrónicas y eléctricas.  

Metales no ferrosos pesados (más de 5.000 kg/m3):



 

Estaño (Sñ):

 

15 Características: su densidad es relativamente elevada, su punto de fusión alcanza los 231 Celsius, tiene una resistencia de tracción de 5 kilogramos/mm²; en estado puro tiene un color brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es muy blando y flexible, sin embargo al calentarlo es frágil y quebradizo; por debajo de -18º C se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris. Aleaciones: las más importantes son el Bronce el Bronce (Cobre y Estaño) y las soldaduras blandas

(plomo + estaño con proporciones de estaño entre el 25 % y el 90 %). Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata de  hojalata y  para proteger el acero contra contr a la oxidaci oxidación. ón.  

Cobre (Cu): Características: en la naturaleza se encuentra como cobre como  cobre nativo, o nativo, o formando

minerales compuestos como la calcopirita, la calcopirita, la  la calcosina,  calcosina, la  la malaquita  malaquita y la cuprita; la cuprita; su  su densidad es de 8,9 kilogramos/dm³; su punto de fusión es de 1083 ºC, su resistencia de tracción es de 18 kilogramos/mm²; es dúctil, manejable y posee una alta conductividad eléctrica y térmica. Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño), latón estaño), latón que se compone de cobre y cinc. Aplicaciones: campanas, engranes, cables eléctricos, motores eléctricos, etc. Aleaciones y aplicaciones: se emplea para endurecer aceros para herramienta (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros empleados para herramientas de corte.  

Metales no ferrosos ligeros (entre 2.000-5.000 kg/m3):



 

Titanio (Ti): -

Densidad: 4,45 kilogramos/dm3

 

16 -

Punto de fusión: 1800 °C.

-

Resistividad: 0,8 W•mm2/m 

-

Resistencia a la tracción: 100Kg/mm2

-

Alargamiento: 5%

 

Aluminio (Al): -

Se obtiene de la la bauxita  bauxita

-

Densidad: 2,7 kilogramos/dm³

-

Punto de fusión: 660 ºC

-

Se descubrió en Austria

-

Buen conductor de electricidad y del calor.

-

Aleaciones y aplicaciones: Al +Mg: se emplea en la aeronáutica y automoción.

 

Metales no ferrosos ultraligeros (menos de 2.000 kg/m3):



 

Magnesio (Mg): -

Se obtiene de la carlenita, dolomía y magnesita

-

Densidad: 1,74 kilogramos/dm³

-

Punto de fusión: 650 ºC

-

En estado líquido y en polvo es muy inflamable; tiene un color blanco parecido al de la plata,es manejable y más resistente que el aluminio.

-

El magnesio es el tercer metal estructural más comúnmente utilizado, seguido del hierro y el aluminio. Se le ha llamado el metal más ligero de utilidad.

 

17

Capítulo 2 Proceso Productivo De Los Metales Ferrosos Y No Ferrosos Los materiales metálicos tienen en general buena conductividad eléctrica y térmica, resistencia relativamente alta, alta rigidez, ductilidad o conformabilidad, resistencia al impacto, etc. Aunque en ocasiones se utilizan metales puros, las combinaciones de metales conocidas como aleaciones proporcionan mejoría en alguna propiedad particularmente deseable o permiten una mejor combinación de propiedades. Una aleación metálica es un material metálico compuesto de dos o más elementos, de los cuales por lo menos uno es metálico. Los materiales metálicos se clasifican en dos grandes grupos: 1) metales y aleaciones ferrosas, que contienen un alto porcentaje de hierro, como por ejemplo, el acero y el hierro fundido y

2) metales y aleaciones no ferrosas, que no contienen hierro o, si lo contienen, es solo en un porcentaje relativamente pequeño, como, por ejemplo, el cobre y el cinc. Son muy pocos los metales que en la naturaleza se encuentran en estado nativo, siendo éstos, principalmente, los metales preciosos. Normalmente los metales se encuentran en la naturaleza combinados químicamente con otros elementos, formando compuestos de diversas clases, como, por ejemplo, óxidos, carbonatos, sulfuros, silicatos y haluros. Estos compuestos no se encuentran con frecuencia puros, sino mezclados con otras materias formando los minerales. La extracción de los metales a partir de los minerales puede realizarse de dos formas: 1) proceso

por pirometalurgia y 2) proceso por hidrometalurgia . La diferencia entre ambos procesos es que el proceso por pirometalurgia se realiza por vía seca a altas temperaturas, mientras que el proceso por hidrometalurgia se realiza por vía húmeda a bajas temperaturas.

 

18

2:  Proceso general de extracció  Figura 2: extracción n de metales metales 

1.6 

Hidrometalurgia:

Generalmente se entiende a la hidrometalurgia como la rama de la metalurgia extractiva e xtractiva en la cual se realiza la extracción de metales y/o compuestos por métodos desarrollados en medio acuoso. En el desarrollo de la humanidad se pueden observar frecuentemente evidencias de la

 pirometalurgia técnica para la obtención de metales como se referencia a través de la historia y  prehistoria en la Edad de los Metales, hacia los años año s 4000 a 3000 AC. En cambio, la Hidrometalurgia solo aparece referenciada bastante después, por lo que puede ubicarse dentro de la historia de la humanidad como reciente. El mundo occidental solo presenta reportes asociados a los desarrollos hidrometalúrgicos desde el siglo VII, cuando los alquimistas de la edad media, mostraron la transmutación de hierro en cobre al ponerlo en contacto con una solución de sulfato de cobre. Los procesos hidrometalúrgicos tienen 3 etapas físico-químicas distintas y secuenciales las cuales se mostrarán en el siguiente diagrama se explicarán  brevemente.

 

19

 Figura 3: Proceso hidrometa hidrometalúrgico lúrgico

 Figura 4: Mmaterias primas

La primera etapa, lixiviación, corresponde a la disolución selectiva de los metales de interés, contenidos en los minerales hacia el medio acuoso, el cual porta los reactivos

 

20 modificadores adecuados y claro, el agente lixiviante encargado de realizar la disolución por reacciones de óxido / reducción. La etapa de separación solido/liquido se encarga de recoger adecuadamente, bien sea por decantación, sedimentación y/o filtración, la solución enriquecida con los metales disueltos, mientras que el sólido agotado es enviado para tratamiento y desecho, teniendo cuidado de neutralizar la acción de reactivos que puedan afectar el entorno. La solución cargada con los metales disueltos, pasa a la tercera etapa de recuperación

selectiva o precipitación de donde pasa a otros procesos metalúrgicos (pirometalúrgico o electrometalúrgicos), en donde se recupera el metal como un producto sólido. 1.7  

Pirometalurgia En esta parte del curso se verán generalidades de la Pirometalurgia como una

contextualización breve de diferentes procesos de altas temperaturas utilizados en la industria. Al igual se presentarán brevemente fundamentos termodinámicos para tener un mayor entendimiento de estos procesos. El proceso de alta temperatura es muy usado en la producción de metales y materiales. Existen varias razones para usarlo: 

La estabilidad relativa de los metales y sus componentes cambian considerablemente con la temperatura haciendo posible que se logren cambios químicos y  

estructurales en las diferentes fases presentes en el sistema.  



Las velocidades de transporte de masa y reacciones químicas se incrementaron con

la energía térmica incrementada permitiendo lograr cambios en menor tiempo.

 

21  



El proceso de la fase líquida y gaseosa el cual es posible a altas temperaturas no

sólo permite que se realicen reacciones a mayor velocidad, sino que también permite que la separación de las fases se logre con relativa facilidad.  No existen límites límites co convencionales nvencionales para las temperaturas que se utili utilizan zan en el proceso pr oceso de alta temperatura. En el caso del proceso de los metales y materiales, no obstante, por las razones mencionadas anteriormente, la mayoría de los procesos son efectuados entre 300 y 2000ºC de temperatura. El término proceso pirometalúrgico es usado con frecuencia para describir los  procesos de alta temperatura relaci r elacionados onados con co n la producción de metales. Sin embargo, los  principios básicos que sustentan el uso de altas a ltas temperaturas son comunes en el proceso de to todos dos los materiales. Los siguientes ejemplos ilustran el rango de aplicaciones del proceso de alta temperatura en las industrias de metales y materiales. El ejemplo más sencillo de tratamiento tr atamiento térmico es quizá el  secado. Las técnicas de  proceso físico no pueden eliminar e liminar los últim últimos os restos de agua absorbida e incorporada físicamente a partir de materiales finamente divididos y el calor se usa para eliminar el agua restante de la fase gaseosa como vapor. Sin embargo, el calentamiento rápido de componentes cerámicos inacabados causaría una severa deformación y fractura, por consiguiente, el secado debe efectuarse bajo condiciones controladas para evitar pérdidas de producto. La descomposición térmica de compuestos inorgánicos, por ejemplo, la calcinación de  piedra caliza, CaCO3, es una práctica práct ica muy común. La caliza es un almacenaje de alimentación en varios procesos químicos importantes en la industria y durante el calentamiento se separa en cal, CaO y CO2. Hidróxidos de metal, sulfatos y carbonatos, obtenidos por medio de precipitación química a partir de soluciones acuosas, se usan en la producción de materiales cerámicos. A altas temperaturas, estos materiales se separan en sus respectivos óxidos. Los componentes que se

forman y sus propiedades físicas pueden ser alteradas controlando la composición de la materia

 

22 inicial, las temperaturas de tratamiento y la atmósfera, en las cuales el proceso de alta temperatura se efectúa. Los óxidos de metal, el sulfuro y los haluros son las mayores fuentes de metales y en el  proceso pirometalúrgico de alta temperatura está disponible una gran variedad de opciones o pciones para el tratamiento de estos materiales. Otro punto interesante para resaltar, es que con frecuencia se usan combinaciones de alta temperatura, solución orgánica/acuosa y técnicas electroquímicas para obtener los productos esperados. Donde se obtengan nuevos componentes entonces el lector debe remitirse a las alternativas para procesar el nuevo componente, en el caso que se considere un procesamiento adicional, por ejemplo, si el material original es un metal de sulfuro y éste se transforma en un óxido, entonces, las opciones de procesamiento para los óxidos de metal deben examinarse. El proceso pirometalúrgico se muestra brevemente en el siguiente diagrama:

 Figura 5 :Proceso pirometa pirometalúrgico lúrgico

 

23

Capítulo 3 Usos de los metales ferrosos y no ferrosos 1.8 

L os M eta tale less FFe er r oso osos: s:

Como hemos visto se incluyen en este grupo al hierro y a los metales afines que se emplean en la industria siderúrgica para la fabricación de aceros y ferroaleaciones. 1.8.1  L os usos d de e los m me etales tales fer ferrr oso osos: s:

Las aplicaciones de los metales ferrosos son múltiples: empezando por las aplicaciones del hierro, como materia de partida de fundición moldeable, ya que es un material blando. Cientos de aleaciones ferrosas son bien conocidas. Ellas están especificadas por las  proporciones de cada elemento en su composición, así como también las instrucciones en su fundición y acabado. Las aleaciones ferrosas con carbono usualmente se les llama hierro o acero, y pueden contener cualquier cantidad de otros elementos, desde aluminio a vanadio, basado en sus especificaciones.

 Figura 6 :Metales Ferrosos

Estos metales usualmente son elegidos por sus propiedades mecánicas. Los ingenieros y diseñadores pueden estar interesados en su límite elástico, dureza, ductilidad, soldabilidad,

 

24

elasticidad, facilidad de corte y expansión térmica, los cuales describen cómo se comportará un material bajo factores estresantes específicos. El acero tiene gran cantidad de usos, se pueden diferenciar entre ellos:  



La industria naviera se utiliza por sus características de armado y resistencia a la

salinidad, en algunas de sus variaciones.  



La industria militar, su principal uso en este campo son las armas por su

resistencia a llas as al altas tas temperaturas y al medioambiente.  



La industria automovilística, era empleado en los años setenta, hoy en día su

utilización en este campo es casi nula.  



La industria alimenticia se utiliza el acero inoxidable en la fabricación de la

maquinaria por su resistencia a los líquidos y por la ausencia de microbios en la superficie lisa de este material.

 Figura 7: Acero

El hierro fundido se utiliza para muchos propósitos, como en puertas, vallas de jardín, cubiertas de drenaje y sumideros. El acero fundido también se utiliza para muchos propósitos, tales como en herramientas y herrajes decorativos.

 

25

 Figura 8: Hierro Fundido Fundido

Los metales ferrosos son la elección más común para moldes, con frecuencia seleccionados por su eficiencia de costo y sus propiedades mecánicas. Algunas veces no es la fuerza del metal la que dicta la elección sino las propiedades como el peso, la resistencia a la corrosión o el no magnetismo. Las aleaciones no ferrosas como el bronce y el latón también  pueden ser elegidas por tradici tr adición ón o por su belleza. Consultar con un ingeniero puede ayudar al diseñador a encontrar armonía entre los diferentes aspectos de su proyecto, eligiendo el metal perfecto para honrar tanto la aplicación como el presupuesto. 1.9 

L os Me Meta tale less N No o FFe er r oso ososs

Se definen así aquellos metales no utilizados de manera habitual en la fabricación de los aceros. En este grupo se incluyen todos los metales base utilizados por la industria (cobre, plomo, cinc, estaño, titanio, antimonio, mercurio, aluminio y magnesio), los metales preciosos (oro, plata y platinoides) y el resto de elementos minoritarios. 1.9.1  C ar act cte er í sticas G ene nerr ale les: s:  

Son buenos conductores eléctricos y de temperatura.

 

Son maleables y dúctiles.

 

En general no se ven afectados considerablemente por tratamientos con calor.







 

26  

Tienen buena resistencia a los procesos de corrosión naturales y a la oxidación.

 

Pueden ser usados en aplicaciones electrónicas, ya que en su mayoría su





 paramagnetismo es limitado.  

Es sencillo su proceso de fabricación.

 

Sus coloraciones atractivas favorecen usos más ornamentales





 Figura 9: Metales No Ferrosos

1.9.2  L os uso usoss de los no fer fer r oso osos. s.

Los metales no ferrosos se utilizan en diversas aplicaciones, esta es la razón por la se utilizan generalmente en entornos industriales. Ya que tienen un peso más ligero, aprovechando su beneficiosos:  

Para construir máquinas donde sea importante la ligereza.

 

Se suelen utilizar cuando la atracción magnética del hierro puede ser una





desventaja.  



Son ideales para aplicaciones electrónicas y eléctricas.

Pero no es esta la única buena cualidad, que los hace recomendables para muchas aplicaciones, sino también la facilidad con que se moldean y mecanizan; la elevada resistencia

 

27 mecánica en relación a su peso de algunas aleaciones; la gran conductividad térmica y eléctrica, y también su bella terminación desde el punto de vista decorativo. 1.9.3  C la lasif sifii cación cación D De e L os M Me etale taless N No o FFe er r oso sos: s:

Se pueden clasificar en tres grupos.  



Metales no ferrosos pesados: Son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5

gr/cm3. Se encuentran en este grupo el cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto.

 

Metales no ferrosos ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3.

Los más utilizados son el aluminio y el titanio.  



Metales no ferrosos ultraligeros: Su densidad es menor a 5 gr/cm3. Se encuentran

en este grupo el berilio y el magnesio, aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino como elemento de aleación. Sin embargo, debido a que los metales no ferrosos con frecuencia son más costosos, tienden a ser elegidos por sus atribuciones únicas en vez de por las formas en que se  pueden comportar parecidas al acero. Menores pesos, conductividad, resistencia a la corrosión, propiedades no magnéticas, tradición o valor decorativo son algunas de las razones para elegir un metal no ferroso. Algunos metales son evaluados exactamente  porque son poco comunes: antes de que fuera posible po sible la producción generalizada de aluminio, el aluminio era un metal de lujo usado en vajillas lujosas.

 

28

 Figura 10: Metales No Ferroso Ferrososs

1.10  R anki nki ng D e L os P r i nci ncip pale less Paí Paíse sess Que P r oduce ucen nL Lo os Meta Metales les FFe er r osos Y N o F er r os oso os  A Niv Ni vel Mund Mundial ial..

1.10.1  Plomo

 Figura 11: Princi Principales pales productores productores del del Pb

 

29

 Figura 12: Produ Producciones cciones en en TM de Pb 

1.10.2  Zinc

1. 

China

2. 

Perú

3. 

Australia

 Figura 13 13:: Principales Principales productores productores del del Zn

 

30 1.10.3  Cobre  

1. Chile - 5,6 millones de toneladas 2.  Perú - 2,4 millones de toneladas 3.  China - 1,6 millones de toneladas 4.  República Democrática Conga - 1,3 millones de toneladas 5.  Estados Unidos - 1,3 millones de toneladas 1.10.4  E st sta año

1.  China  

2. Indonesia Birmania 3.  Perú 4.  Bolivia 5.  Brasil

 Figura 14: Princi Principales pales productores productores del del Sn

 

31 1.10.5  Hierro

15: Producciones  Figura 15: Producciones en en TM de Fe

1.10.6  Litio

1.  Bolivia - 21 millones de toneladas 2.  Argentina - 17 millones de toneladas 3.  Chile - 9 millones de toneladas 4.  Estados Unidos - 6,8 millones de toneladas 5.  Australia - 6,3 millones de toneladas 6.  China - 4,5 millones de toneladas 1.10.7   Mol  Molii bdeno

1.  China 2.  Chile 3.  Estados Unidos 4.  Perú

 

32

 Figura 16: Princi Principales pales productores productores del del Mb

 

33

Capítulo 4 Proceso Productivo Del Plomo El plomo se puede obtener de minerales principales como la galena (PbS), cerucita (PbCO3) y la anglesita (PbSO4), usualmente los yacimientos se encuentran en zonas superficiales. La galena que es el mineral más frecuente en donde do nde se encuentra el plomo está asociado con FeS2, Ag2S, ZnS y muchos otros sulfuros en menores proporciones. Los procesos productivos para la extracción del plomo son los siguientes: 1.11  Perf Perfo or ación Y V olad ladura ur a:

A través de perforadoras se obtienen muestras de los yacimientos de plomo que tiene la mina para ser analizadas, a continuación, al ubicarse la presencia de minerales de plomo se realiza el minado y voladura con un método que se adapte al yacimiento que podamos tener, así  poder fragmentar el terreno. 1.12  Carg Carguío uío Y Aca Acarr r eo

Las rocas fragmentadas son trasladadas hacia la chancadora con un transporte que se adapte a las situaciones de la mina como camiones, carros mineros o fajas transportadoras. 1.13  C hanca hancad do Y M olie oli enda

En este proceso se reduce el tamaño de los grandes bloques a uno más pequeño y poder generar el concentrado. 1.14  P r oce ceso so Met Meta alúr lúrgi gi co

Existe dos procesos para la recuperación y obtención del plomo; la obtención primaria y las que nos interesa es aquella que se realiza en proceso minero-metalúrgico y la obtención secundaria consiste en la recuperación de materia prima desechada.

 

34 1.14.1  Me  Mettalurgi lurgia a Pri Pr i mari a (m (ma ateri as pri mas mine ineral rale es)

El proceso metalúrgico de la recuperación y obtención del plomo cuenta con 4 etapas: sinterización, fusión, despumación y afinado piro metalúrgico. Sinterización y fusión: se introduce un concentrado de plomo, en forma de sulfuro de  plomo en una máquina de sinterización, y pueden añadirse otras materias primas como hierro, sílice, fundente calizo, coque, sosa, ceniza y pirita entre otros. En la máquina, los chorros de aire caliente queman el azufre generando dióxido de azufre. Este material puede contener un 9% de su peso en carbono. Para su reducción en un horno de cuba se junta a otros materiales fundentes y reductores como coque y caliza, con el objeto de fundir el material de plomo y eliminar el contenido de carbono, que actúa como combustible. El plomo fundido se distribuye en el fondo del horno formando cuatro capas que se drenan y tienen diversos usos posteriores. El plomo  bruto permanece en el fondo y sufre un tratamiento preliminar antes de llegar al afinado.

 Figura 17: Proceso metalúrg metalúrgico ico del Pb Pb

Despumación: Durante esta fase, el lingote se mueve en una caldera especial y se enfría justo por encima de su punto de congelación (370 ºC- 425 ºC). En este momento aparece una espuma compuesta de óxido de plomo junto a otros elementos como cobre y antimonio, que flota por encima del plomo fundido y se solidifica. Esta espuma se retira para poder separar y recuperar los metales que no sean plomo.

 

35 Afinado piro metalúrgico: mediante métodos piro metalúrgicos en una caldera de hierro colado, obteniéndose finalmente, un plomo afinado con una pureza entre el 99,90 y el 99,99%. Posteriormente pueden formarse aleaciones mezclándose con otros metales o bien formando lingotes de plomo MINA   s   e    l   a    t   e   m  ,   s   a    l   u   c    í    t   r   a    P

SINTERIZACIÓN  

FUNDICIÓN

DESPUMACIÓN

REFINADO

 Figura 18: Metalur Metalurgia gia primaria primaria del Pb Pb

1.14.2  Me  Mettalurgi lurgia a Se Secu cund nda ari a (m (ma ateri as pri mas desech secha adas)

La producción secundaria de plomo consiste en la recogida de baterías desechadas,  principalmente, y otras chatarras que puedan contener plomo, así como aleaciones. Posteriormente se realiza una fundición en un horno de reverbero o rotario, en función del mayor o menor contenido de plomo, finalizando el proceso con una fase de refinado. En esta fase, se encuentran distintos tipos de impurezas, pero la más común, es la presencia de antimonio.

 

BATERIAS DESECHADAS Y

36

FUNDICIÓN

REFINADO   Figura 19: Metalur Metalurgia gia secundaria secundaria del Pb Pb

1.15  Comercialización

 Figura 20: Demand Demanda a del Pb Pb

 Figura 21: Oferta del del Pb

 

37

 Figura 22: Precio Precioss del Pb

1.16  Usos De D el P Plom lomo o

En el Imperio Romano las cañerías y las bañeras se recubrían con plomo o con cobre, lo cual causó muchos casos de saturnismos inadvertidos y confundidos en su momento con contaminaciones etílicas. Para dar el color, la suavidad y el bouquet al vino se recomendaba hervirlo y fermentarlo en recipientes o vasijas recubiertas de plomo ya que las de cobre daban mal sabor a la bebida. El vino al hervirse a fuego lento formaba "azúcar de plomo" (en realidad era acetato de plomo, un potente fungicida, pero a su vez un apetecible edulcorante). Según el grado de hervor, el líquido se llamaba "sapa", "defrutum", "heprena" o "siracum". Cada litro de "sapa" contiene una concentración de plomo entre 250 y 1 000 miligramos por litro y bastaba una cucharadita de este líquido ingerida diariamente para causar una intoxicación crónica por plomo. Los emperadores y miembros de la nobleza eran ávidos consumidores de este tipo de vino, el cual era en ocasiones endulzado con un jarabe de uva preparado también en vasijas de  plomo. El plomo también se empleaba en la antigua roma como recubrimiento en tejados de viviendas.

 

38 Su utilización como cubierta para cables, ya sea la de teléfono, de televisión, de internet o de electricidad, sigue siendo una forma de empleo adecuada. La ductilidad única del plomo lo hace particularmente apropiado para esta aplicación, porque puede estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores internos. El uso del plomo en pigmentos sintéticos o artificiales ha sido muy importante, pero está decreciendo en volumen. Los pigmentos que se utilizan con más frecuencia y en los que

interviene este elemento son:  

El blanco de plomo 2PbCO3.Pb(OH)2

 

Sulfato básico de plomo

 

El Tetróxido de plomo también conocido como minio.

 

cromatos de plomo.

 

El silicatoeno de plomo (más conocido en la industria de los aceros blandos)











Se utilizan una gran variedad de compuestos de plomo, como los silicatos, los carbonatos y sales de ácidos orgánicos, como estabilizadores contra el calor y la luz para los plásticos de cloruro de polivinilo. Se usan silicatos de plomo para la fabricación de frituras (esmaltes) de vidrio y de cerámica, las que resultan útiles para introducir plomo en los acabados del vidrio y de la cerámica. El azuro de plomo, Pb(N3)2, es el detonador estándar para los explosivos plasticos como el C4 u otros tipos de explosivos H.E. (Highly Explosive). Los arsenatos de plomo se emplean en grandes cantidades como insecticidas para la protección de los cultivos y para ahuyentar insectos molestos como lo son cucarachas, mosquitos y otros animales que posean un exoesqueleto. El litargirio (óxido de plomo) se emplea mucho para mejorar las propiedades magnéticas de los imanes de cerámica de ferrita de bario.

 

39 Asimismo, una mezcla calcinada de zirconato de plomo y de titanato de plomo, conocida como PETE, está ampliando su mercado como un material piezoeléctrico. Otro de los usos importantes es para revestimientos, serpentines, válvulas, etc. También se utiliza para transportar y almacenar soluciones de alumbre. El plomo tiene una resistencia excelente a las soluciones de sales comunes, al aire de las costas marinas, por eso se emplea para tuberías de transporte de agua de mar en barcos y para grandes acuarios. Se usa en la fabricación de sulfúrico, por su resistencia a la corrosión que tiene al formar una  película dura e impermeable de sulfato de plomo en la superficie. super ficie. Es resistente al gas sulfuroso húmedo y también se aplica en ánodos recubiertos de plomo

y en revestimientos y precipitadores electrostáticos usados para separar la niebla del ácido sulfúrico del gas sulfuroso. También se usa en contacto con hidróxido de sodio en un 90 % de pureza a 90ºC. Se usa en la refinación de petróleo, en el cuál el tratamiento con sulfúrico es seguido de un lavado de sosa cáustica. En la fabricación de rayón y nitroglicerina. 1.17    Ale  Alea acio cione ness

El plomo tiene un punto de fusión bajo, forma aleaciones con todos demás elementos  parejamente fusibles, son aleaciones muy usadas en la industria. En virtud de su escasa resistencia mecánica, la ductilidad del plomo es relativamente mala, tiene un límite de elasticidad bajo, un coeficiente de dilatación térmica elevado y excelente  propiedades antifricción. Si bien las impurezas presentes en el plomo varían y son pequeñas en cada calidad, son importantes químicamente y obligan a clasificar el plomo para diversos usos. Se llama plomo químico al plomo no desplatado producido por minerales del sudeste de Missouri. Éste plomo contiene 0.04 a 0.08 % de cobre, 0.002 a

 

40 0.020 % de plata y menos de 0.005 % de bismuto. El plomo cúprico, antimonioso, el plomo ácido, y el plomo telurioso se usan también en la industria. Las propiedades del plomo telurioso, comparadas con las del plomo regular, tienen el grano más fino.

 

41

Capítulo 5 Producción Del Zinc La producción minera alcanzó 12 Mt en 2017, con China representando algo más de un tercio de la producción global. Otros países productores importantes fueron Perú, India, Australia y EEUU, los que en conjunto produjeron casi 4 Mt. En tanto, la producción total en Perú disminuyó de forma continua, de 1,5 Mt en 2008 a su punto más bajo de 1,2 Mt en 2016. En 2017, la producción rebotó a 1.3 Mt a medida que aumentó la producción en Antamina. Esto se logró por medio de un aumento en la ley del mineral a medida que la explotación alcanzó un área con mayor ley en la mina. Las leyes de cobre y  plomo también aumentaron. El BCR estima que la producción de zinc crecerá 7,9% al culminar el presente año con 1,440 toneladas; en adelanto la cifra aumentará a 4,3% con 1501 TMF (2018) y 0,2% con 1504 TMF (2019). Para este objetivo serán trascendentales las contribuciones mineras de Antamina, Milpo y Volcán, quienes sumarían 834 mil toneladas finas dentro de dos años.

En tanto, el precio del metal creció 12% durante enero-agosto, alcanzando 1,36 dólares  por libra en el octavo mes, debido a la menor disponibilidad de concentrados que restringe la  producción de zinc refinado, el cierre de grandes g randes minas en 2016, el recort recortee productivo de Glencore y las exigencias ambientales de China que afectan a la oferta del mineral. Así, el zinc se mantendría al alza por la menor oferta, determinando un mercado cada vez más ajustado en el corto plazo. La proyección del precio posee riesgos asociados a la demanda china y a la reanudación de operaciones de minas paralizadas, la ampliación de operaciones o la aceleración de la inversión en proyectos actualmente en desarrollo. Conforme al boletín del Ministerio de Energía y Minas (MEM), Volcán  – incluyendo incluyendo la Administradora Cerro y la Compañía Chungar  –  entregó  entregó 277,988 toneladas (20.80%), Antamina

 

42 acumuló 261,468 TMF (19.56%) y Milpo logró 181,054 TMF (13.54%). La producción nacional evolucionó de 910 mil (2000) a 1.336 millón de toneladas (2016). Respecto al nivel de cada región, Áncash aportó 308,783 TMF, equivalentes al 23.14% del total de zinc producido en el país; en tanto Junín y Pasco rindieron, cada uno, 305,080 y 271,226 toneladas, es decir, el 22.86% y 20.33% del mercado local, respectivamente. Solo estos tres departamentos aglutinan el 66.33% del volumen extraído a nivel nacional. 1.18  Usos Del Zinc

El zinc es un mineral metálico que se caracteriza por ser bastante abundante en la tierra. Si bien históricamente ha solido usarse en la fabricación de latón como en aleaciones. En tanto en los sectores que se utiliza: construcción (45%), transporte (25%), bienes de consumo y electrodomésticos (23%), ingeniería (7%,), como en productos: aplicaciones en galvanizados (50%), latón y bronce (17%), aleaciones de zinc (17%), productos químicos (6%), fabricación intermedia (6%) y otros (4%), Actualmente las aplicaciones del zinc refinado son  



Galvanizado: alrededor del 60% del zinc se usa en la galvanización de productos

de acero. El acero galvanizado se usa en múltiples aplicaciones industriales, como carrocería de automóviles, sistemas de aire acondicionado, mallas de metal, pasamanos, intercambiadores de calor, paneles para techos, marcos metálicos, máquinas lavadoras y

otros.  



Uso industrial: el zinc se usa como material de ánodo para baterías, con un

 potencial estándar de electrodo de 0.8 volts. vo lts. El polvo de zinc es una materia bruta indispensable para una multitud de productos de uso diario, incluyendo baterías, cerámicos, cosméticos, vidrio, farmacéuticos, plásticos, Pinturas anticorrosivas, goma, fabricación de neumáticos, como aditivos al caucho y pinturas.

 

43  



Industria de los fertilizantes: el sulfato de zinc se usa en los alimentos para

animales como fuente de zinc. El sulfato de zinc se obtiene al reaccionar zinc con ácido sulfúrico.  



Producción de aleaciones: el zinc se suele usar para la producción de aleaciones,

donde el bronce (cobre + zinc) es el producto más común debido a su resistencia y  propiedades anticorrosivas. Esta aleación se usa principalmente pr incipalmente en la construcción de instrumentos musicales, debido a sus propiedades acústicas. Las aleaciones de níquel plata y bronce son otros tipos de aleaciones de zinc z inc de uso común. 1.19   Sust  Sustii tut uto os De Dell Zinc

El zinc ha comenzado a moverse en un rango de precios raramente visto, provocando la  búsqueda de alternativas de menor costo. Las principales amenazas de sustitución para el zinc son el aluminio (Al) y el magnesio (Mg), principalmente en los productos generados a través de  procesos de fundición a presión pres ión (die-casting process). E Enn caso de aumento de los precios de Al y Mg, la demanda de zinc aumentará y viceversa. Los altos precios del zinc también podrían fomentar la búsqueda de nuevos productos de recubrimiento más baratos para la galvanización del acero. 1.20  F und undii ción Y R Re efina fi nació ción n

Para obtener el concentrado de zinc, se tiene que reduce el concentrado por uno de estos dos métodos; la piro metalúrgicamente que es mediante destilación (calentándolo en un horno) o

la hidro metalúrgicamente por extracción electrolítica. En este último método es el que se mas utilizado aproximadamente en el 80% del afinado total de zinc, el proceso hidrometalúrgico del zinc consta de cuatro etapas:

 

44 1.20.1  L a C alcinac lci nacii ón O T To osta stació ci ón.

Es un proceso a alta temperatura (700 a 1000°C) que convierte el concentrado de sulfuro de zinc en un oxido de zinc impuro llamado calcina, en esta comienza mezclando los materiales que contienes zinc con carbono, después esta mezcla se calienta o tuesta para evaporar el zinc, a continuación, se extrae de la cámara de sacos con la corriente de gas producida. 1.20.2  L a Li Lixi xivvi ació ción. n.

Consiste en disolver la calcina capturada en una disolución de ácido sulfúrico para formar una disolución de sulfato de zinc, la calcina puede lixiviarse una o dos veces. En el método de la doble lixiviación, la calcina se disuelve en una disolución ligeramente ácida para eliminar los sulfatos. Después, se lixivia por segunda vez en una disolución más concentrada que disuelve el zinc. Esta segunda etapa de lixiviación constituye en realidad el comienzo de la tercera etapa de depuración, dado que muchas de las impurezas de hierro se separan de la disolución y del zinc. Después de la lixiviación, la disolución se depura en dos o más etapas añadiendo polvo de zinc. 1.20.3  La Depuración.

De la disolución tiene lugar al forzar el polvo la precipitación de los elementos nocivos, con lo cual éstos pueden eliminarse por filtración. Comúnmente, la depuración se lleva a cabo en grandes tanques de agitación. El proceso se realiza a temperaturas de 40 a 85 °C y a presiones comprendidas entre la atmosférica y 2,4 atmósferas. Entre los elementos que se recuperan durante la depuración están el cobre, en forma de torta, y el cadmio, que se recupera como metal. Después de la depuración, la disolución esta lista para la etapa final, la extracción electrolítica.

 

45 1.20.4  E le lect ctrr olisis. li sis.

Se lleva a cabo en una célula electrolítica, haciendo circular una corriente eléctrica por la disolución acuosa de zinc desde un ánodo de aleación de plomo y plata. Este proceso produce la carga del zinc en suspensión, que se ve obligado a depositarse sobre un cátodo de aluminio sumergido en la solución. A intervalos de 24 a 48 horas se para cada una de las células, se extraen y lavan los cátodos recubiertos de zinc, y se separa éste de las placas de aluminio por medios mecánicos. A continuación, el concentrado de zinc, que normalmente tiene una pureza de hasta el 99,995 %, se funde y cuela en lingotes.

 Figura 23:Proceso metalúrgico del Zinc Zinc 23:Proceso metalúrgico

 

46 1.21  C omer cia ci aliz li zación ci ón Del Zinc

La comercialización de minerales, permite definir la oferta y demanda de los productos mineros en un horizonte de tiempo, en función del cálculo del tipo y cantidades de productos minerales que producirán y consumirán en el futuro los diferentes actores de la industria. Los concentrados contienen el metal principal pero que está acompañado por otros elementos, además de materiales residuales, que en la negociación se convierten en elementos  pagables y/o penalizables, dependiendo de las condiciones operativas del co comprador mprador (o refinería) que tratará (procesará) el concentrado. 1.21.1  Me  Mettale less fund fundii dos.

Los concentrados se procesan en otros lugares y en otras infraestructuras bajo procesos totalmente diferentes de la concentración, en general son procesados por otras empresas en hornos de reverberos con la finalidad de eliminar las impurezas y el contenido de azufre, para obtener de ellos metales con un mayor nivel de pureza (de modo que puedan ser utilizados en galvanizadoras, acerías, acerías, manufactur manufactureras, eras, etc.) etc.) ejemplo: ejemplo: Zinc Fundido. - Obtenido en el proceso de fundición con una ley de 99.5% de Zn.   1.21.2  Me  Mettale less re refi fina nad dos

Proceso mediante el cual se obtiene productos metálicos libre de impurezas; provenientes de procesos electrolíticos, en los cuales, se aplica fluidos eléctricos, que transfiere el metal de los ánodos, o también a una solución a los cátodos; en donde se produce la acumulación del catión liberado de sustancias extrañas. Ejemplos: Se tiene.   Zinc Refinado. - Presenta 2 variedades: 1.  Special High Grade (Ley especial de alta pureza): 99.99% de zinc. 2.  High Grade (Ley de alta pureza): 99.95% de zinc

 

47

 Figura 24: Grafico de Precios Precios del Zinc Zinc

Fitch prevé que Perú seguirá siendo uno de los principales productores de concentrados de zinc durante los próximos años. El país alberga aproximadamente 57 empresas mineras según el Ministerio de Energía y Minas, que consisten tanto en firmas internacionales como Teck Resources y Glencore como en mineras nacionales. A pesar de la gran cantidad de actores, el sector del zinc de Perú está dominado por la operación Antamina y las operaciones de Nexa Resources de Cerro Lindo y El Porvenir. Antamina produjo 303kt en 2019, marcando una contracción interanual del 25.8% desde 409kt en 2018. En 2019, Cerro Lindo y El Porvenir produjeron respectivamente 250kt y 97kt de zinc.

 

48

Capítulo 6

Proceso Productivo Del Cobre Las etapas del proceso productivo son comunes para cada proyecto minero. Pero es importante dejar en claro que cada mina es distinta a otra, por lo que puede haber algunas modificaciones en sus etapas de tal manera de hacer más eficiente el proceso productivo y mejorar la forma de extraer el mineral de interés.   Distintos minerales y leyes.



  Distintas condiciones de roca y de geografía.



  Distintas condiciones de entorno (puertos, comunidades, otras industrias).



1.22  E xplo xplorr ación y pe perr forac foracii ón:

A través de perforadoras de alta tecnología se obtienen muestras de roca que son analizadas en el laboratorio para corroborar

 Figura 25: Perfora Perforadora dora

 

49 1.23   Mi  Mina nad do:

Al ubicarse la presencia de minerales, se realiza el minado y voladura que permite fragmentar el terreno para que se pueda trabajar con mayor facilidad. Por ejemplo, en la mina Antamina

En el año 2014, Antamina usó 3.2 millones de metros cúbicos de agua subterránea sobre un total autorizado de 7.6 millones de metros cúbicos conforme a nuestra Autorización de Uso de Agua Subterránea RD 322-2013-ANA-AAA-M. El 97.3% de este volumen de uso se refiere a la humedad de la roca extraída en la operación (calculada en 6%), que es llevada hasta la Planta Concentradora. Tan sólo el 2.7% de este volumen proviene de las labores de bombeo de aguas del tajo abierto y explotación del mineral. Tal bombeo es una operación requerida para un minado seguro. De esta forma, se limita la explotación de agua subterránea a lo mínimo posible sin afectar un área que no esté incluida en nuestra huella aprobada en el Estudio de Impacto Ambiental.

 Figura 26: Carguío de explosivos explosivos

 

50

 Figura 27: Volad Voladura ura

1.24  C ar guí guío o y aca carr r eo:

Las rocas fragmentadas son trasladadas hacia la chancadora primaria. es uno principales  procesos dentro de la cadena de suministro del proceso de extracción del mineral y tam también bién uno de los más costosos, La gestión de la producción mediante indicadores de desempeño nos permite mejorar la producción de mineral en la operación de carguío y acarreo es por ello que su mejora se observa en la cantidad de toneladas que se mueven por día de producción de mineral. La implementación de los indicadores de producción en la unidad minera nos permite formar un  benchmarking y con ello comparar nuestros nuestro s indicadores de desempeño con la de otras empresas e mpresas que producen al mismo nivel de producción.

 

51

 Figura 28: Carguío del mineral mineral

 

1.25

Chancadora primaria: En este proceso se reduce el tamaño de los grandes bloques a uno no mayor que el de un

casco. Por ejemplo, en la mina Antamina el material de voladura fue rastreado desde la mina a

través del proceso mediante el seguimiento de mineral de SmartTag ™. Así, se instalaron dos en

Antamina - una en la correa de producto de la chancadora primario y la otra en la correa de alimentación del molino SAG - permitiendo así que el rendimiento en el circuito de trituración y molienda pudiera vincularse a las características del mineral y fragmentación de tronadura medida durante las tronaduras auditadas.

 Figura 29: Chanca Chancadora dora

 

52

 Figura 30: Chanca Chancadora dora primaria primaria

1.26  C once oncentr ntrad adora: ora:

Aquí se obtiene los concentrados de minerales a través de tres pasos (Apilamiento, molienda y flotación). En la planta concentradora se recibe el mineral ingresa a los molinos mezclado con agua  para generar una pulpa. Se reduce así el tamaño del mineral. Por ejemplo, en la mina Antamina La concentradora consiste en los siguientes circuitos: chancado en una sola etapa;

molienda con molinos SAG y de bolas; flotación de cobre, zinc, bismuto y molibdeno; eliminación de agua del concentrado; bombeo del concentrado al puerto (incluyendo instalaciones de irrigación); y disposición de relaves. Las instalaciones portuarias comprenden el filtrado del concentrado, almacenamiento del concentrado; tratamiento del efluente y embarque del concentrado. La concentradora y las instalaciones relacionadas están diseñadas para tratar 70000 toneladas métricas al día (25 550 000 toneladas al año) de mena que contiene 1.3 por ciento de cobre, 1.0 por ciento de zinc, 0.03 por ciento de molibdeno y 12 gramos por tonelada de plata. En total son seis tipos de menas que serán procesados en Antamina: Cobre con bajo contenido de  bismuto Cobre con alto contenido de bismuto. Cobre-Zinc Cobre- Zinc con bajo contenido de bismuto. CobreZinc con alto contenido de bismuto. Bornita con bajo contenido de zinc. Bornita con alto

 

53 contenido de zinc. De estos tipos de mena, la concentradora produce los siguientes concentrados: Concentrado de cobre. Concentrado de zinc. Concentrado de molibdeno. Concentrado de  bismuto/plomo. El saldo de aproximadamente 65 000 toneladas al día de relaves se descarga descar ga en un depósito de relaves de 220 metros de alto en la mina.

 Figura 31: Molienda

En la flotación Se traspasa la pulpa a las celdas de flotación donde se recupera el cobre

 Figura 32: Flotac Flotación ión

1.27    Mi  Mine nerod roduc uctto:

Obra de alta tecnología y un sistema de monitoreo automático por fibra óptica que sirve  para el traslado de los concentrados concentrado s de cobre y zinc.

 

54

 Figura 33: Minerodu Mineroducto cto

1.28  F i lt ltrr ado:

El producto viene con 65% de sólido a través del mineroducto. Luego del filtrado, éste queda con 9.5% de humedad. Lo cual garantiza a un proceso de alta calidad.

 Figura 34: Planta de filtros

1.29  E mbar que ue::

Los concentrados son depositados en las bodegas de grandes barcos a través de un moderno sistema de carga que garantiza la seguridad del proceso. Nuestros minerales son comercializados a todo el mundo, Un moderno sistema permite un eficiente proceso pro ceso de carga.

 

55

 Figura 35: Emba Embargue rgue

 

56

Capítulo 7 Proceso productivo del Sn Las etapas del proceso productivo son comunes para cada proyecto minero. Pero es importante dejar en claro que cada mina es distinta a otra, en este caso tomamos como ejemplo la UNIDAD MINERA SAN RAFAEL que es unos de los principales exportadores de estaño nacional. Mostraremos los procesos que aplica dicha mina. 1.30  Unidad Minera San Rafael:

San Rafael es la principal mina productora de estaño en Sudamérica y la cuarta a nivel mundial. Está ubicada en la región Puno, en la cordillera oriental de los Andes, a 4,500 msnm. Desde el año 1977 opera como Minsur S.A. y hoy produce cerca del 10% de estaño en el mundo. Desde sus inicios ha contribuido con el desarrollo de la región, generando recursos y empleo para la población local y promoviendo proyectos de desarrollo sostenible. San Rafael es referente en sostenibilidad en la industria global del estaño, al operar con los más altos estándares ambientales y de seguridad ocupacional, entre otros. 1.31  E st sta año ño::

El estaño es un metal suave y de un color blanco plata, que se obtiene principalmente de la casiterita. El material posee una alta resistencia a la corrosión por agua. Sin embargo, frente a los ácidos esta protección no es tan fuerte. Debido a sus características químicas, este metal actúa como protector de otros me metales tales frente a la oxidación. La minería subterránea predomina en China, Sudamérica y Australia, aunque existen algunas operaciones a cielo abierto en todas estas regiones.

 

57

 Figura 36: Estaño

1.32  C once oncentr ntrad adora: ora:

El concentrado de casiterita impura se concentra más aun usando métodos de gravedad que involucran pasar el concentrado por un flujo de agua en equipos tales como cribas, espirales o mesas vibradoras. Esto separa la casiterita pesada de los minerales más ligeros como el cuarzo. La separación magnética o elec electroestática troestática elimina las impurezas de metales pesados. El producto final es un concentrado de casiterita con un 70% de estaño o más.

 Figura 37: Concen Concentradora tradora

1.33  Fundición:

El proceso de tratamiento de los concentrados de estaño se realiza por batch, en 4 etapas  bien definidas: fusión, reducción, granulación y limpieza. En cada una de d e ellas se aplican  procedimientos que nos permiten:

 

58 Fundir los concentrados con sus fundentes (caliza), recirculantes con contenido de estaño y carbón, que actúa como agente reductor. Reducir el porcentaje de estaño presente en la fase escoria mediante la alimentación de carbón, y obtener estaño crudo metálico para refinación en ollas. Granular la escoria evacuada del horno cuando el tenor de estaño es menor a 1 % hasta un nivel mínimo de escoria que permita iniciar un nuevo batch. Esta escoria, una vez molida en la Planta de Molienda, servirá como relleno en pasta en la mina San Rafael. Restaurar las condiciones óptimas del sistema de manipuleo de gases, limpiando y recuperando el material que se ha quedado adherido a las paredes del enfriador de gases y los ductos, y que contiene estaño. 1.34  Refinería:

El estaño crudo producido en la fundición contiene impurezas tales como hierro, cobre, arsénico, antimonio, plomo, bismuto e indio. Estas impurezas son removidas en forma secuencial, mediante un proceso piro-metalúrgico, en ollas de hierro fundido de 50 t. de capacidad, aprovechando sus diferentes propiedades fisicoquímicas, hasta obtener estaño refinado con 99.94 % de pureza y un máximo de 0.02 % de plomo, que luego es moldeado en lingotes y otras presentaciones.    Planta de subproductos:



Los diversos recirculantes generados en la fundición y la refinería, tales como los drosses de hierro, cobre, arsénico-antimonio y soldaduras, son almacenados y procesados en la Planta de Subproductos en circuitos bien definidos, de acuerdo acuer do a la naturaleza de sus impurezas.

 

59

   Planta de molienda de escoria: 



La escoria producida en la fundición es trasladada a la Planta de Molienda para su tratamiento y posterior envío a la mina de San Rafael, para ser utilizada como relleno en  pasta.    Producción y Comercialización:



La producción está destinada principalmente para su comercialización en el extranjero, en donde compite ventajosamente en los mercados internacionales que demandan metales con alto contenido de pureza, garantizando a sus clientes un contenido mínimo de 99.94 % de estaño y un máximo de 0.02 % de plomo.

 Figura 38 38:: Proceso Produ Productivo ctivo del Estaño Estaño

1.35  Cadena de valor del estaño

Debido a sus características físicas y químicas, el estaño se puede usar en aplicaciones industriales tanto como metal o como componente químico. Tradicionalmente el estaño se usó como metal en la producción de soldaduras, hojalata y aleaciones de cobre. Más aún, el estaño se  puede ligar directamente al a l carbono para formar compuestos organometálicos. Como resultado,

 

60 estas nuevas propiedades a explotar han aumentado el uso del estaño en químicos, como en la electro-deposición y en los los productos farmacéuticos. Además, el estaño ha encontrado uso en la  producción de baterí bater ías de plomo-ácido, p lomo-ácido, donde emergió debido a un aumento en la demanda

 proveniente de China.

 Figura 39: Cadena de Valor del Estaño Estaño

 

61 1.36  Usos:  



Se usa como protector del hierro, del hierro, del  del acero  acero y de diversos metales usados en la

fabricación de latas de conserva.  

También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio. del vidrio.  

 

Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos.





 

Se usa para realizar   bronce, aleación bronce, aleación de estaño yy cobre.  cobre.  

 

Se usa para la soldadura la soldadura blanda, blanda, aleado  aleado con plomo. con plomo.  

 

Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de







los órganos los  órganos musicales.  

Tiene utilidad en etiquetas.

 

Se usa como material como material de aporte en en soldadura  soldadura blanda con cautín, con cautín, bien  bien puro o





aleado. La directiva RoHS directiva RoHS prohíbe  prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos.  



El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los

esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un pacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura.  



Es usado también en el sobre taponado de botellas de vino, en forma de cápsula.

Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo del  plomo en la industria alimentaria. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.

 

62

Capítulo 8 Procesos Productivo del Fe 1.37   Usos del hierro puro en la actualidad Como hemos avanzado, el e l hierro “puro” (con una  pureza de un 92%, con entre entr e un 2 y un

5% de carbono) se usa en una proporción muy pequeña como hierro fundido. Es quebradizo y contiene pequeñas cantidades de silicio (entre un 1 y un 3%, manganeso, fósforo y azufre, además de impurezas, y tiende a oxidarse, por lo que cada vez está más en desuso en aplicaciones tradicionales como radiadores de calefacción, chimeneas, farolas, bolardos, bancos, etc., para los

que se emplean otros materiales. Sin embargo, sus cualidades estéticas hacen que todavía haya quien lo usa para la fabricación de objetos. Es un ejemplo de ello el hierro forjado, usado para  bisagras, rejas, pasamanos, muebles, etc. et c. 1.38   Ale  Alea acio cione ness del hie hierr rro o

La principal aleación del hierro es el acero, que a su vez permite una gran variedad de aleaciones, por lo que a menudo estas mezclas suelen considerarse aleaciones del hierro porque como hemos explicado, a menudo la fabricación de hierro suele desembocar en acero sin salir del alto horno. Recordemos que una aleación es una combinación de dos o más metales. El acero es el metal más usado en la actualidad, y su generalización en los procesos de fabricación está íntimamente ligada al desarrollo de las economías. El acero protege las estructuras de construcción y las provee de fortaleza. Lo podemos encontrar en vías férreas, carreteras, vehículos y objetos domésticos. El acero nos trae comida y agua y hace posible la generación de energía. Se trata de una mezcla de hierro con carbono que mejora la relación tenacidad-precio del hierro. Su versión resistente al óxido, el acero inoxidable, contiene, además de hierro al carbono, aproximadamente un 11% de cromo.

 

63 1.39  Obtención del acero por medio de aceros productivos La siderurgia puede definirse como la ciencia y técnica del beneficio, extracción y

 producción del hierro y del acero. El hierro y el acero son términos muy relacionados con el desarrollo y progreso tecnológico y social de la humanidad. La Edad del Hierro se inició cuando el hombre descubre la esponja de Hierro al calentar menas del metal de fácil reducción. La siderurgia parte de un mineral de hierro y sigue un proceso pirometalurgico que se realiza en un alto horno. Se beneficia  por este método debido a los volúmenes de Hierro que se tienen que procesar. Para la industria siderúrgica se consideran de vital importancia 3 materias primas, las cuales a continuación se explicarán brevemente: 1. 

Mineral de Hierro: Como mineral de Hierro podemos encontrar a la Hematita

como principal mena, actualmente la industria está apuntando a utilizar un material con mayor pureza para maximizar el rendimiento operativo de la instalación. El 90% de la carga de mineral de Hierro que alimenta un alto horno es pretratada (sinterizado o  peletizado) este pretratamiento ayuda a la reducción y fundición fund ición del material. 2. 

Carbón coquizable: Para la industria siderúrgica es de vital importancia el

abastecimiento de carbón coquizable para la producción de coque, este cumple 3 funciones en la producción de hierro, aporta la energía, el gas reductor y el soporte mecánico que necesita la carga férrica en el alto horno. 3. 

Escorificantes y Fundentes: El CaO es un escorificante típico de la siderurgia y es

utilizado para retirar las impurezas que pueden tener efectos adversos en la calidad de los metales, los fundentes son utilizados para bajar la temperatura durante la reacción de reducción y además facilitar la escorificación, entre los más comunes se encuentran el espato de Flúor.

 

64 Viendo esto se puede resaltar que para tener una industria siderúrgica en lo relacionado a las materias primas se tienen que tener disponibilidad o facilidad de compra de estos 3 materiales, de otro modo los costos de materia prima solamente pueden hacer inviable a un proyecto de siderurgia. Una vez se cuente con la materia prima se dispone a realizar la reducción del hierro utilizando el alto horno. Estos trabajan de forma ininterrumpida solamente parando para realizar tareas de mantenimiento. Estos se calientan con carbón en tres etapas hasta llegar a un rojo vivo y una vez esto ocurra se introducen el mineral de hierro, el fundente y escorificante. Dentro del alto horno ocurren las siguientes reacciones: C + O2  CO2 El CO2 generado en la zona de entalajes del horno (parte baja), sube a la zona de fusión donde ocurre la siguiente reacción: CO2 + C  2CO

Una parte del monóxido de carbono obtenido se usa para la reducción del hierro, el resto se libera por la salida de gases. A continuación, se mostrarán las dos reacciones de hierro que suceden en el alto horno: Fe2O3 + CO2  2FeO + CO2 FeO + CO  FeO +CO2 Al alto horno se ingresan mineral de hierro con impurezas, fundente y carbón, y de este salen gases, escoria y el arrabio (hierro elemental). La conversión de arrabio en acero se realiza en un recipiente llamado convertidor, y se utiliza suministrando oxígeno al arrabio líquido, este  proceso se llama afino. En los convertidores ocurre un proceso de fusión, donde hay 3 materiales de entrada y hay 3 productos que salen del convertidor:

 

65 Input: 1.  Arrabio liquido proveniente del alto horno. 2.  Chatarra y fundentes. 3.  Oxígeno, el cual reacciona con las impurezas y facilita la eliminación de escoria formada. Output: 1.  Acero Líquido, el cual se vierte en unos moldes dependiendo del uso que va a tener este en la industria. 2.  Escoria. 3.  Gases. Luego de este paso ya se da por concluida la formación del acero a partir de mineral de Hierro, aunque esta es una industria muy amplia donde siempre hay estudios y técnicas nuevas  para el beneficio de este metal de tanta importancia en el mundo.

 Figura 40: Obtenc Obtención ión del acero esquemático. esquemático.

 

66 L as p prr i nci ncipa pales les a alea leaci cione oness de dell acer acer o iincluyen: ncluyen:  

Cromo: añade dureza al acero, así como mayor tenacidad y resistencia al desgaste.

 

Manganeso: aumenta la dureza de la superficie del acero, y mejora su resistencia a





la tensión y a los golpes.  



Molibdeno: aumenta la fuerza. Mejora la resistencia a los golpes y al calor (el

acero inoxidable de grado 316, por ejemplo, contiene este metal).  



 Níquel: aumenta la fuerza y la dureza del acero y también aumenta su resistencia a

la corrosión.  



Tungsteno: añade dureza y mejora la estructura del grano del metal. También

ofrece una mejor resistencia al calor.  



Vanadio: aumenta la fuerza del acero, así como su tenacidad y su resistencia a los

golpes. También tiene una resistencia mayor a la corrosión que el acero al carbono. 1.40  Usos del hierro en forma de acero

Edificios e infraestructuras Más de la mitad del acero que se produce anualmente en todo el mundo está destinado a la construcción de edificios e infraestructuras como puentes, gasolineras, aeropuertos, puertos, estaciones de tren, túneles o vías férreas (que pueden durar entre 30 y 35 años). Equipamiento mecánico La construcción de maquinaria es el segundo uso más importante del acero. Incluye (entre

muchas otras aplicaciones) maqu inaria pesada (excavadoras, pavimentadoras, tractores, grúas…), maquinaria que fabrica y mecaniza otras piezas (como piezas para automoción) y herramientas manuales como martillos y palas. Automoción

 

67 De los 1.500 kg de media que pesa un automóvil, unos 900 son de acero, según la World Steel Association (WSA). Alrededor de un tercio se usa en la estructura de la carrocería y el exterior (incluyendo las puertas), un cuarto en el tren de transmisión y sobre un 12% está en la suspensión. En un automóvil moderno se usan aceros avanzados de alta resistencia, más livianos que los tradicionales, fabricados por medio de procesos complejos, y representan alrededor del 60% de sus estructuras de carrocería. Artículos metálicos Este segmento de mercado del acero abarca los productos de consumo como mobiliario (estanterías, armarios, fregaderos…), envases para alimentos y bebidas, artículos pequeños como

cuchillas de afeitar o tijeras, etc. Otros transportes La automoción es el medio de transporte que más acero utiliza actualmente, pero no debemos olvidar que el resto (barcos, trenes, aviones -sobre todo en motores y tren de aterrizaje-, etc.) también se fabrican con grandes cantidades de acero. Según la WSA los barcos hechos con acero transportan el 90% de las mercancías mundiales. Y el acero no sólo es importante en el transporte marítimo por la manera en que se fabrican los barcos, sino también por la manera como se transporta la carga dentro de ellos: casi la totalidad de los contenedores de mercancías que se cargan y descargan en los puertos, unos 17 millones de contenedores, están fabricados de acero. Pequeño y gran electrodoméstico Cada casa alberga centenares de kilos de acero. Las cocinas, los microondas, las neveras, las lavadoras, los lavavajillas, etc. contienen grandes cantidades de acero (tres cuartas partes

aproximadamente). Según Equipo eléctrico

 

68 Las aplicaciones en la producción y distribución de la electricidad son el último de los grandes usos del hierro en forma de acero. Generadores eléctricos, motores eléctricos, cables reforzados con acero, transformadores, etc., contienen este metal. Mecanizado de piezas de hierro En Ferros Planes fabricamos y mecanizamos tubos de acero para la mayor parte de aplicaciones citadas en este post, desde grandes estructuras para construcción hasta mobiliario doméstico, aunque trabajamos especialmente para automoción. Para más información, puedes contactarnos aquí.

 

69

Capítulo 9 Procesos Productivos del Litio El litio es un elemento moderadamente abundante y está presente en la corteza terrestre en 65 partes por millón (ppm). El litio se encuentra presente en una amplia gama de minerales (aproximadamente 145 especies mineralógicas lo contienen) sólo algunas poseen valor económico.

 Figura 41: Principales Minerales Minerales de Litio Litio 41: Principales

Si bien es cierto el litio se encuentra presente tanto en pegmatitas, salmueras, pozos  petrolíferos, campos geotérmicos, geotér micos, arcillas e incluso en los océanos, en la actualidad solo 2  procesos de obtención han demostrado demostrad o ser económicamente factibles: mediante salmueras y  pegmatitas. 1.41  Obtención a partir de Pegmatitas o depósitos “Roca dura”  

Obtención ón a partir partir de Pegmatitas Pegmatitas o depósitos depósitos Roca Roca dura   Figura 42: Obtenci

 

70 La espodumena fue la fuente principal de obtención de carbonato de litio hasta que se inicio la explotación del litio contenido en salmueras naturales. El mineral espodumena se concentra por flotación diferencial para obtener un concentrado con un contenido de 2.5 a 3.2% de litio, lo que equivale a 85 a 95% de espodumena. Para la producción de litio de la espodumena natural, el concentrado del mismo debe ser calcinado previamente con caliza, para posteriormente y mediante procesos de molienda, lixiviación, precipitaciones sucesivas, entre otros, y dependiendo del agente tratante, se pueda extraer un alto porcentaje del litio, produciendo hidróxido de litio, carbonato de litio o cloruro de litio. 1.42  Obtención a partir de salmueras

El desarrollo del proceso de recuperación del litio a partir de salmueras tuvo un fuerte impacto en la industria, al constituir este proceso una fuente de litio con costos mucho más bajos en comparación a la obtención de litio a partir de los minerales pegmatíticos. La composición de las salmueras en cuánto a los niveles de contenidos de litio varía considerablemente, también en la presencia de otros elementos como potasio, sodio, calcio, magnesio, hierro, boro, bromo, cloro, nitratos, cloruros, sulfatos y carbonatos, lo cual requiere que cada salmuera sea tratada en forma particular, de acuerdo a su composición; por lo que se enuncia de manera general las etapas que se tienen dentro de este proceso. La salmuera es bombeada a los estanques de baja profundidad y de dimensiones considerables, en los cuáles, a partir del proceso de evaporación solar, comienzan a precipitar secuencialmente un conjunto de sales. De este modo, se extraen sales tales como cloruro de potasio, cloruro de sodio, sulfato de  potasio, sulfato de Perfil de Mercado del Litio 15 sodio, entre otras, asi as i como de litio, las cuales  presentan impurezas de magnesio, boro y sulfato. Posteriormente, la salmuera concentrada de litio es transportada por camiones a las plantas de procesamiento, donde es sometida a procesos

 

71 de purificación y precipitación a modo de obtener carbonato de litio, con una pureza cercana al

99,5%, aunque el mercado exige un mínimo de 99,1%, que puede comercializarse en cristales o se compacta para ser vendido en forma de gránulos. El carbonato de litio puede ser la materia prima para la producción de hidróxido de litio o  bien de cloruro de litio de alta pureza que se emplea en la obtención de litio metálico por electrólisis de sales fundidas. Se muestran, a continuación, los procesos y reacciones químicas que se generan para la obtención de carbonato de litio, utilizando como ejemplo la salmuera del salar de Atacama en Chile.

 Figura 43: Obtenci Obtención ón utilizando utilizando salmueras salmueras del salar salar de atacama atacama

Asimismo, se muestran en los siguientes diagramas de flujo, los procesos de obtención del cloruro de litio y de litio metálico, a partir del carbonato de litio.

 

72

 Figura 44: Obtenci Obtención ón de cloruro cloruro de litio litio a partir partir de carbonato. carbonato.

 Figura 45: Obten Obtención ción de litio litio metálico metálico a partir partir de carbonato carbonato de litio litio.

 

73 1.43   Los principales principales usos usos del Litio “Li”  “Li”  

En la actualidad, la utilización de los productos derivados del litio es diversos, por lo que  podemos agruparlos en las siguientes:

 Figura 46:Uusos 46:Uusos del litio

1.43.1  I nd ndust ustrr i a d de el Alum A lumii nio ni o

El metal aluminio se obtiene a partir de la electrolisis de la Alúmina (Al203) fundida en un baño de composición variable de 2 a 8% de Alúmina, 5 a 7% de Fluoruro de Aluminio, 5 a 7% de Fluoruro de Calcio y 80 a 85% de Criolita (NaF·AIF3). Al baño se le adiciona un 3,5% en  peso de Li2CO3 en gránulos con respecto r especto al peso del electrolito, lo cual permite los siguientes  beneficios:   Disminuye el punto de fusión del baño, así como la viscosidad.



  Aumenta la conductividad eléctrica del electrolito fundido



 

74 Estos cambios permiten trabajar con una temperatura de operación más baja, lo cual reduce el consumo de energía y aumentar la eficiencia de la corriente eléctrica y, por ende, aumenta la productividad. Además de los efectos mencionados, el litio permite reducir los consumos de ánodos de carbón y de criolita y reduce entre un 20% a 30% la emisión de flúor al ambiente, bajando la contaminación. En la industria aereo-espacial de varios países, se ha considerado el uso de las aleaciones Al-Li, en piezas tanto del ala y fuselaje, para diferentes tipos de aviones. La utilización de este material, permite reducir significativamente el peso de los aviones en más del 10%, por otra  parte, aleaciones con un 2% a 3% en litio,resultan atractivas para esta industria a causa de su

reducida densidad y mayor resistencia a la corrosión, comparándola con las aleaciones tradicionales de aluminio. A pesar de las ventajas comparativas, estas aleaciones no se han incorporado al mercado en gran escala como se pensó en un inicio. En la construcción de aviones, estas aleaciones compiten con los compuestos de boro, grafito y fibras poliméricas. La empresa Mc Cook Metals LLC, produjo una aleación Al-Li, para el reemplazo de ciertas piezas críticas que están sometidas a tensión, como por ejemplo, remaches y pernos, para sus aviones. 1.43.2  I nd ndust ustrr i a d de el V Vii dr i o y de C er ámi ca

El óxido de litio es un aditivo ad itivo importante en la industria del vidrio y la cerámica. Su efecto es disminuir el punto de fusión y mejorar las propiedades de escurrimiento del material fundido, reducir el coeficiente de expansión térmica y de viscosidad del producto terminado. La fuente de Li2O más utilizadas es el Li2CO3 y, además, los concentrados de minerales de litio. En las piezas cerámicas resistentes al choque térmico “pirocerámicas” (vajillas de loza, vidrio

tipo Corning) se utilizan preferentemente concentrados de minerales de litio con bajo contenido de hierro.

 

75 Otra aplicación importante la constituye la fabricación de tubos de d e televisión monocromáticos y en colores. Hasta 1997, los minerales concentrados de litio eran los  preferentemente usados en la industria de vidrios y cerámicas, hoy en día se utiliza el carbonato de litio, que ha llevado a la estabilización de su precio; además de eliminar, de esta forma, la utilización de compuestos más tóxicos. 1.43.3  Si  Sist ste ema de Ai re Aco Acond ndii ciona cionad do y Con Conttrol de H um ume edad

El Bromuro de Litio y el Cloruro de Litio en forma de salmueras, se usan en sistemas industriales de acondicionamiento y deshumidificación del aire, aprovechando que ambos compuestos tienen propiedades altamente higroscópicas que le permiten absorver la humedad del aire. 1.43.4  G r asa sass y L Lub ubrr i cante cantess

Las grasas a base de jabones de litio (fabricados a partir de hidróxido de litio)

denominadas grasas multipropósito, conservan sus propiedades lubricantes en un amplio rango de temperatura (bajo 0 hasta 200ºC) poseen muy buena resistencia al agua y a la oxidación, por estas cualidades son utilizadas en todo tipo de transportes, tanto industriales, militares, automotriz, aéreos y también en aplicaciones marinas. Representan alrededor de un 60% de todos los lubricantes producidos en los Estados Unidos y en la mayoría de los países industrializados. 1.43.5  Caucho Sintético

En la fabricación de elastómeros sintéticos intervienen compuestos órgano-Litio, como catalizadores de polimerización de plásticos, como el polietileno. El litio es utilizado en esta aplicación en forma de Butil - Litio. Este compuesto órgano-metálico es un catalizador específico en la polimerización iónica del isopreno, estireno y butadieno, para la obtención de cauchos especiales empleados en la manufactura de neumáticos de alta duración, y con gran resistencia a

 

76 la abrasión. El N-butil-litio reacciona con el estireno y butadieno, formando una goma sintética que no requiere vulcanización. 1.43.6  Pi la lass d de e L i tio

La utilización de litio metálico (99.9% pureza) como ánodos en baterías primarias (pilas), ha tenido un rápido crecimiento en los últimos años, aunque el consumo es relativamente bajo  por las pequeñas cantidades requeridas. requer idas. Las pilas de litio presentan varias ventajas con respecto respect o a las pilas tradicionales:   Mayor densidad de energía por peso y volumen.

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  Mayor vida útil, entregando un voltaje, constante.



  Menor peso.



  Funcionamiento a alta capacidad y bajas temperaturas.



  Mayor tiempo de almacenamiento



Las baterías de litio no recargables se han usado ampliamente en relojes, microcomputadoras, cámaras, juegos y aparatos electrónicos. Otra gran aplicación es en la

industria militar, puesto que el uso de baterías de oxihalide de litio, fueron seleccionadas para el uso en misiles de defensa aéreas y otros programas de los Estados Unidos. Este tipo de baterías presenta varias ventajas, entre otras, su durabilidad, gran capacidad de potencia disponible y seguridad de almacenamiento. Otra área probada, es en la industria automotriz. En este caso una de las ventajas de la utilización de baterías de litio es la no contaminación, ahorro de combustible, durabilidad, etc. Nissan Motor Corp. USA, introdujo la  primera batería en 1998, presentando pr esentando en la exposición Auto Show de Los Ángeles, un minibús  para cuatro pasajeros, pasa jeros, potenciado con baterías de Li-ión, desarrollado desarro llado conjuntamente con Sonny Corp.

 

77 1.43.7   Otras Aplicaciones

Se ha potencializado un gran mercado farmacológico, puesto que la incorporación de litio metálico y algunos compuestos, se utilizan como catalizadores en la producción de analgésicos, agentes anticolesterol, antihistamínico, anticonceptivos, inductores del sueño, algunos tipos de esteroides, tranquilizantes, vitamina A y otros productos. El carbonato de litio, grado farmacológico, es utilizado en el tratamiento de la psycosis maníaca depresiva. 1.43.8  F utur uturo os U Uso soss

Hay tres mercados potencialmente importantes para el litio, los cuales se encuentran actualmente en etapa de desarrollo tecnológico.   Reactores de fusión nuclear.



  Baterías secundarias (recargables)



 

78

Capítulo 10 Procesos productivos del Mo 1.44  E xtra xtracc ccii ón La principal fuente de molibdeno es el mineral molibdenita mineral molibdenita (MoS2). También se puede

encontrar en otros minerales, como la wulfenita la wulfenita (PbMoO4) y la powe la powelli llita ta (CaMoO4). El molibdeno se obtiene de la minería de sus minerales y como subproducto de la minería la  minería del cobre,  cobre,  siendo esta última el principal modo de explotación commercial. El molibdeno puro es producido por la reducción del óxido con hidrógeno, mientras que el molibdeno que se usa para la producción de acero se reduce por la reacción aluminotérmica con la adición de hierro para producir ferromolibdeno. Una forma común de ferromolibdeno contiene 60 % de molibdeno. 1.45  F und undii ción

Son aquellas aleaciones hierro carbono en donde la totalidad del carbono está combinado en forma de cementita. Son muy frágiles y de difícil mecanizado, sin embargo, presentan una alta dureza y resistencia al desgaste. La norma ASTM A532 cubre la composición y la dureza de tres grupos de fundiciones blancas. En particular la Clase II (Fundiciones al Cromo-Molibdeno) corresponde a las fundiciones con contenido de cromo entre 11% al 22%, molibdeno hasta 3% y  pueden ser elaboradas con co n una matriz austenítica o austenítica martensítica, y por medio de tratamiento térmico obtener una matriz martensítica para asegurar una máxima resistencia a la abrasión, siendo considerada la más dura de todas las fundiciones blancas. La adición de

molibdeno se utiliza para evitar la formación de estructura perlítica y de ese modo asegurar máxima dureza.

 

79 1.46  Refinación

La flotación es un proceso físico-químico utilizado para extraer un mineral de interés. Se  basa en la formación de una pulpa constituida const ituida por mineral, agua y otros componentes (reactivos y aire), donde se busca la adhesión del mineral que se quiere extraer, a burbujas de aire, que se generan gracias a la inyección de aire en el sistema. Este proceso aprovecha las propiedades superficiales de los minerales. En este ámbito, se diferencian dos características importantes en este proceso, la hidrofobicidad, que se refiere a minerales inmiscibles con el agua. Las partículas que contienen el mineral de interés deben poseer esta característica para adherirse a la burbuja de aire. Por otra  parte, encontramos la hidrofobicidad, hidro fobicidad, que son partículas de mineral miscible con el agua. La ganga (mineral sin valor económico), debe tener esta característica para adherirse al agua y decantar en el sistema. De la flotación se obtiene un concentrado del mineral de interés, el cual se debe refinar en procesos posteriores, hasta alcanzar las leyes necesarias para la comercialización del mineral extraído. Se obtiene también una cola o relave, la cual se va a espesadores, con la finalidad de recuperar un porcentaje importante de agua. 1.47   Comercialización

El consumo de molibdeno de primer uso puede dividirse en dos grandes sectores: el metalúrgico y el químico, con participaciones de 90% y 10%, respectivamente. En los usos metalúrgicos, el molibdeno es añadido en varias porciones, usualmente en el rango 0-10%, a diversas aleaciones de acero. Esta añadidura mejora ciertas características de una aleación, como el ratio resistencia a peso, tolerancia a la corrosión, reducción de la fragilidad frente a la temperatura y expansión térmica. Los usos químicos del molibdeno están principalmente vinculados a aplicaciones catalíticas, tales como reacciones de hidro-desulfuración en la industria

 

80 del petróleo y el gas, en tintes o pigmento. Otros usos menores incluyen revestimientos y lubricantes en estado sólido. El consumo de productos de primer uso del molibdeno depende mayormente del crecimiento de sectores que utilizan acero, los cuales abarcan las industrias de energía (extracción y producción), transporte, construcción, química, medicina y electrónica. Las super-aleaciones, el metal de molibdeno y, en menor grado, el hierro fundido son materiales relativamente distintos con usos finales bastante especializados. Esta segmentación es menos evidente en el caso de las familias Final 11 de diciembre de 2018 Page 7 del acero de construcción, acero para herramientas y de alta velocidad así como para el acero inoxidable.

 Figura 47: Demand Demanda a del Mo

1.48  D em emanda anda

1.  Crecimiento de demanda se mantendría positivo y vinculado a energía e industria  petroquímica. 2.  Aumento de la demanda está ligado al mayor consumo de acero crudo y diversas aleaciones de acero en China, principalmente. 3.  Los consumos de Japón y Estados Unidos se mantendrían apoyados por sus industrias manufactureras y de gas & petróleo, respectivamente.

 

81 4.  Demanda continuaría creciendo en el periodo de análisis 5.   Nuevos usos del molibdeno refuerzan su demanda de manda en regiones más establecidas. 6.   No existe una amenaza concreta de sustitutos sust itutos para el molibdeno. 1.49  Oferta

1.  Minas secundarias son más propensas a incrementar producción por sus menores costos. 2.  Operaciones de producción secundaria de molibdeno tienen menores costos, por tanto mayores posibilidades de incrementar producción en corto plazo. Sin embargo, debido a la maduración de operaciones de cobre se espera que sus extracciones de molibdeno se estanquen en el mediano plazo. 3.  China mantendría el liderazgo de crecimiento hacia el largo plazo en minas primarias tras las políticas de incentivos económicos y tras los requerimientos de su demanda interna.

 Figura 48: Oferta del del Mo

1.50  Precio

1.  En el mediano plazo, el precio se reducirá a medida que la oferta aumente. 2.  Volatilidad del precio ha afectado a minas primarias y ha causado cierres temporales y  permanentes. 3.  Fortaleza del precio incentivado por una demanda sólida en distintos sectores y regiones.

 

82

4.  Superávit en el corto plazo se reduciría hacia un mercado balanceado en el mediano plazo. En el largo plazo se espera un déficit a ser cubierto por producción de minas primarias. 1.51  Usos

El molibdeno tiene dos tipos de usos: primarios y finales. En los usos primarios, se utiliza  principalmente como material para la producción de aplicaci ap licaciones ones metalúrgicas -aceros -acero s estructurales e inoxidables-, químicas y piezas de molibdeno puro. Los usos finales, en tanto, refieren a productos terminados que contienen diversos porcentajes de molibdeno, los que se utilizan en la producción de piezas para industrias como la petrolera, química, automotriz, aeronáutica, entre otras. Las propiedades de este mineral juegan un rol clave en la durabilidad, resistencia y la entrega de otras características relevantes para los productos derivados del molibdeno. Por ejemplo, en los aceros inoxidables, el molibdeno multiplica el efecto inoxidable del cromo, especialmente en productos o construcciones con alta exposición a la humedad, el cloro o la sal. Los aceros inoxidables con contenido de molibdeno extienden la vida útil de las construcciones y disminuyen los costos de reparación por corrosión, grietas u otras fallas. En otro tipo de aceros estructurales se utiliza molibdeno para otorgar mayor dureza y resistencia a la temperatura y soldabilidad de las piezas. La minería, en tanto, utiliza estos productos en sus maquinarias por la gran cantidad de compuestos duros y abrasivos que enfrentan al excavar la tierra y para procesar minerales. Pero el uso del molibdeno es aún más amplio. Sus aplicaciones se extienden también a la iluminación, electrónica, lubricantes, pigmentos, entre otros productos; y se encuentran en desarrollo nuevas aleaciones, de molibdeno y renio, para aplicaciones en prótesis e implantes médicos.

 

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Conclusiones De todos los metales utilizados para la industria el 20% son no ferrosos, estos en

diferentes aleaciones cubren los requerimientos de ingeniería y las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos útiles para la industria y la sociedad. Las características fundamentales de las aleaciones no ferrosas son la resistencia a la tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad. La selección de una aleación determinada dependerá de los resultados de diferentes pruebas mecánicas, el volumen de producción, el costo de  producción y las propiedades estéticas estét icas del producto. La mayoría de los metales no ferrosos son más resistentes a la corrosión o a la humedad,  pueden utilizarse en exteriores sin pinturas o recubrimientos. r ecubrimientos. Para la producción de los metales no ferrosos se establecen como base los siguientes procesos. 1. Extracción 2. Refinado o concentrado 3. Fusión 4. Afinado

 

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Recomendaciones La mayoría de los metales no ferrosos son más resistentes a la corrosión o a la humedad,  pueden utilizarse en exteriores sin pinturas o recubrimientos. r ecubrimientos. Para la producción de los metales no ferrosos se establecen como base los siguientes procesos. 1.  Extracción

2.  Refinado o concentrado 3.  Fusión 4. Afinado

 

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