IV Metales No Ferrosos.pdf

?Que es un Metal No Ferroso?

Los metales ferrosos son los más importantes desde el punto de vista industrial, pues presentan excelentes propiedades mecánicas, capacidad para modificar sus propiedades por medio de tratamientos mecánicos y térmicos, bajo precio debido a su abundancia y fácil obtención.

?Que es un Metal No Ferroso?

Los metales ferrosos son los más importantes desde el punto de vista industrial, pues presentan excelentes propiedades mecánicas, capacidad para modificar sus propiedades por medio de tratamientos mecánicos y térmicos, bajo precio debido a su abundancia y fácil obtención.

?Que es un Metal No Ferroso? No obstante, hay veces que las exigencias técnicas obligan a usar materiales cuyas características no siempre son satisfechas por los metales férricos. Con frecuencia se exige de los metales buena resistencia a la corrosión, poco peso, gran resistencia mecánica, elevada conductividad eléctrica o térmica y alta resistencia al desgaste. Características difíciles de lograr con el hierro y sus aleaciones, pero que poseen distintos metales no ferrosos.

Clasificación de los Metales No Ferrosos. Metales No Ferrosos

Pesados Pertenecen a este grupo los metales como el cobre, estaño, plomo, níquel, cinc, cobalto, wolframio y cromo, cuyas densidades son mayores de 5 .

Ligeros

Los más importantes son el aluminio y el titanio, con densidades comprendidas entre 2 y 5 

Ultraligeros

Son el magnesio y el berilio, con densidades por debajo de 2 

Metales No Ferrosos Pesados. Estaño. Es un metal bastante escaso en la corteza terrestre. Suele encontrarse concentrado en minas, aunque la riqueza suele ser bastante baja (del orden del 0,02%).

Casiterita (SnO2). Pureza: 87%

Metales No Ferrosos Pesados. Estaño. Estaño.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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Proceso de Obtención del Estaño. La casiterita se tritura (1) y muele (2) en molinos adecuados. Se introduce en una cuba con agua (3) en la que se agita. Por decantación, el mineral de estaño (que es más pesado), se va al fondo y se separa de la ganga. Se introduce en un horno (4), donde se oxidan los posibles sulfures de estaño que hay en el mineral y se transforman en óxidos. La mena de estaño, en forma de óxido, se introduce en un horno de reverbero (5) donde se produce la reducción (transformación de óxido de estaño a estaño), depositándose el estaño en la parte inferior y la escoria en la superior. Finalmente, para obtener un estaño con porcentaje del 99% es necesario someterlo a un proceso electrolítico (6).

Metales No Ferrosos Pesados. Cobre. El cobre es uno de los pocos metales que pueden encontrarse en la naturaleza en estado "nativo", es decir, sin combinar con otros elementos.

Cobre Nativo (Cu) Pureza: 99.95%

Metales No Ferrosos Pesados. Cobre. También se encuentran en otros minerales en la superficie de la tierra junto con el mineral de cobre nativo, estos minerales están en forma de sulfurados y oxidados, entre los cuales se encuentran:

Sulfuros

Calcopirita(CuFe2 ) Pureza: 34%

Calcosina (2 ) Pureza: 79.8%

Metales No Ferrosos Pesados. Cobre.

Óxidos Cuprita (2 ) Pureza: 88.8%

Malaquita (Cu3 ∗ Cu()2 ) Pureza: 57.3%

Metales No Ferrosos Pesados. Cobre. Cobre.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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Proceso de Obtención del Cobre. Existen dos métodos de obtención del cobre: por vía húmeda y por vía seca.

Vía Húmeda.

Vía Seca.

Se emplea cuando el contenido en cobre del mineral es inferior al 10%. El procedimiento consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico. Luego, mediante un proceso de electrólisis, se obtiene el cobre.

Se utiliza cuando el contenido de cobre supera el 10%. En caso contrario, será necesario un enriquecimiento o concentración. Es el proceso que más se emplea y es análogo al usado para el estaño.

Proceso de Obtención del Cobre.

Proceso de Obtención Por Vía Seca a) El mineral de cobre (1) se tritura (2) y se pulveriza en un molino de bolas (3), un cilindro con agujeros muy finos, por donde saldrá el mineral pulverizado, con unas bolas de acero. b) Para separar la mena de la ganga, se introduce el mineral en polvo en un depósito lleno de agua (4) y se agita. El mineral, más pesado, se irá al fondo, mientras que la ganga flotará y se sacará por arriba. c) El mineral concentrado se oxida parcialmente (sólo el hierro, no el cobre) en un horno (5). Se suele colocar en una cinta transportadora metálica que se mueve lentamente al mismo tiempo que se calienta la mena. Así se consigue separar el hierro del cobre. d) Se funde en un horno de reverbero (6), añadiéndole fundente (sílice y cal) para que reaccione con el azufre y el óxido de hierro y forme la escoria. El cobre aquí obtenido (7) tiene una pureza aproximada del 40 % y recibe el nombre de cobre bruto o cobre blíster. Si se quiere obtener un cobre de pureza superior al 99,9 % (9), es necesario un refinado electrolítico en la cuba (8).

Proceso de Obtención del Cobre.

Proceso de Obtención Por Vía Húmeda

Mineral de Cobre

Trituración

Acido Sulfúrico

Electrolisis

Cobre

Metales No Ferrosos Pesados. Cinc. Es conocido desde la más remota antigüedad, pero no se consiguió aislarlo de otros elementos y, por tanto, obtenerlo en estado puro hasta el siglo XVII. Los minerales más empleados en la extracción del cinc son:

Blenda () Pureza: 40-50%

Calamina (SiO4Zn2−H2O) Pureza: menor 40%

Metales No Ferrosos Pesados. Cinc. Cinc.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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Color blanco azulado Es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales. Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales. A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150 °C es muy maleable.

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Proceso de Obtención del Cinc. Al igual que ocurría con el cobre, dependiendo de la concentración del mineral de cinc se emplean dos procedimientos de obtención: vía seca (concentraciones mayores del 10%)

vía húmeda (concentraciones inferiores al 10%)

Metales No Ferrosos Pesados. Plomo. Se empieza a utilizar, aproximadamente, en el año 5000 a. C., adquiriendo gran importancia durante el periodo romano y a partir del siglo xix. Para la obtención del plomo suele emplearse como material de partida la galena, que se enriquece previamente mediante procesos de trituración y molienda, que separan la ganga y otros elementos presentes.

Galena () Pureza: 86.6%

Metales No Ferrosos Pesados. Plomo.

Anglesita (SO4Pb) Pureza: 74%

Cerusita (CO3Pb) Pureza: 77.5%

Metales No Ferrosos Pesados. Plomo. Plomo.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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Grisáceo-blanco muy brillante Muy blando y maleable Buen conductor térmico y eléctrico Se oxida con facilidad Reacciona con los ácidos lentamente o formando capas protectoras (oxidación superficial) Forma compuestos solubles venenosos Pb(OH)2

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Proceso de Obtención del Plomo. Básicamente la obtención del plomo consta de 4 fases:

Metales No Ferrosos Ligeros. Aluminio. El aluminio es uno de los principales componentes de la corteza terrestre, en una proporción del 8% en peso. No obstante, en la Naturaleza no se encuentra libre, sino en forma de óxido (alúmina, Al2O3) , integrando una serie de minerales, tales como:

Bauxita (  Al2O3 nH2O) Pureza: 50-70% ∗ 

Cianita ( Al2SiO5) Pureza: 63.2%

Metales No Ferrosos Ligeros. Aluminio. Aluminio.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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Proceso de Obtención del Aluminio. El método Bayer es el más empleado por resultar el más económico. Consta de dos fases: Obtención de la alúmina 1. La bauxita se transporta desde la mina al lugar de transformación (cerca de puertos, ya que la mayoría se importa). 2. Se tritura y muele hasta que queda pulverizada. 3. Se almacena en silos hasta que se vaya a consumir. 4. En un mezclador se introduce bauxita en polvo, sosa cáustica, cal y agua caliente. Todo ello hace que la bauxita se disuelva en la sosa. 5. En el decantador se separan los residuos (óxidos que se hallan en estado sólido y no fueron atacados por la sosa).

Proceso de Obtención del Aluminio.

11. Se disuelve la alúmina en criolita fundida (F6AlNa3), que protege al baño de la oxidación, a una temperatura de unos 1 000 °C, y se la somete a un proceso de electrólisis que descompone el material en aluminio y oxígeno. La obtención del aluminio a partir de la bauxita, precisa de gran cantidad de energía, por lo que es importante su reciclado

Metales No Ferrosos Ligeros. Titanio. Es un metal abundante en la naturaleza; se considera que es el cuarto metal estructural más abundante en la superficie terrestre y el noveno en la gama de metales industriales. El titanio se obtiene industrialmente a partir de:

Ilmenita (FeTiO3) Pureza: 56.66%

Rutilo (2 ) Pureza: 77.5%

Metales No Ferrosos Ligeros. Titanio. Titanio.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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Proceso de Obtención del Titanio. Es un proceso complejo que encarece extraordinariamente el producto final. Se emplea casi exclusivamente el método Kroll, que consta de tres fases:

Metales No Ferrosos Ultraligeros. Magnesio. Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo del orden del 2% de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar.

Magnesita ( MgCO3) Pureza: 47.8%

Metales No Ferrosos Ultraligeros. Magnesio.

Dolomita ( [CaMg(CO3 )2 ] ) Pureza: 17.5%

Carnalita (KMgCl3· 6H2O3) Pureza: 34.2%

Metales No Ferrosos Ultraligeros. Magnesio. Magnesio.

Propiedades

Aleaciones Aplicaciones

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