METALURGIA COBRE, HIERRO Y ALUMINIO

EL ALUMINIO
El Aluminio no se encuentra puro en la naturaleza, sino formando parte de minerales tales como: lateritas, alunitas, leuxitas, lefelina, labradorita, caolinita y Bauxita. Esta última, es la más importante, está compuesta de un 62% a 63% de alúmina (Al­­­­2O3), 28% de Óxido de Hierro (Fe2O3), de un 12% a 30% de agua de hidratación (H2O) y hasta un 8% de Sílice (SiO2).
Losprincipales yacimientos de Bauxita se encuentran en Francia, 
Sur de los Estados Unidos, Brasil, Guyanas, Guinea, Italia, España, Hungría, Rumania, Grecia, China, India, Australia, Malasia, entre otros.
La obtención del Aluminio se realiza en dos fases:
1. Separación de la alúmina de las Bauxitas por el Procedimiento Bayer.
2. Reducción de la alúmina disuelta en un baño de criolita 
por medio deuna electrólisis.



Bauxita Criolita
PROCEDIMIENTO BAYER
1) Separación de la alúmina de la Bauxitas por el procedimiento Bayer:
La Bauxita se lleva al horno para deshidratarla. Pasa a un molino de bolas, donde se realiza una molienda húmeda ya  que se adiciona lejía de sosa (H2O + NaOH), con el fin de empezar a separar las impurezas que acompañan a la alúmina. La soluciónprocedente de la autoclave posteriormente es filtrada produciéndose la separación de los lodos rojos (Si, Fe, Ti, V y otros), y la solución filtrada. La solución que se extrae de la filtración es una solución de Aluminio Sódico (Aluminato Sódico). A la solución anterior, se le adiciona una baja cantidad de alúmina para provocar la precipitación de la alúmina presente en la solución. Luego, se realiza elfiltrado y lavado del producto anterior, se recupera la lejía, la cual se reintegra nuevamente al proceso. Del paso anterior se obtiene alúmina hidratada (3H2O.Al2O3).La alúmina hidratada se somete a una calcinación a 1.200 ºC en un horno rotatorio para la obtención de la alúmina.

Molécula de alúmina

OBTENCIÓN ELECTROLÍTICA DEL ALUMINIO

El principio electrometalúrgico en el que se basa laobtención del Aluminio, es la descomposición electrolítica de la alúmina disuelta 
en baño de criolita (Fluoruro de Aluminio) y otros metales fundidos 
(FNa.F3Al) con producción de Aluminio y Oxígeno sin afectar apreciablemente al solvente.
La criolita funde a 995°C, pero la alúmina disuelta y la adición de 
cloruros, puede rebajar el punto de fusión a unos 700°C. De esta manera, se consigueque la Alúmina, que se funde a unos 200°C, 
se pueda descomponer electrolíticamente a unos 900°C. 
El electrodo negativo lo constituye el fondo de la celda, el 
electrodo positivo lo constituyen barras de grafito de altísima pureza.
La densidad del baño líquido debe ser menor que la del Aluminio 
a la temperatura de operación ((2.31 grm)/(cm³) a 900°C) para 
que el Aluminio se deposite en elfondo de la celda, el que está constituido de grafito.

AlF3

COMPONENTES DE UNA CELDA ELECTROLÍTICA



Electrodos: elementos que se introducen en una celda para efectuar la electrólisis, sobre ellos se dan las reacciones de oxidación y reducción. 
Ánodo: electrodo positivo. Aquí se produce la oxidación del Carbono para formar CO2.
Cátodo: Electrodo negativo. Aquí se producela reducción del Aluminio 
y su precipitación.
Electrolito: Es el medio que conduce los iones para cerrar el circuito
de la celda, contiene el metal a depositar y sales fundidas.
Fuente: Esta suministra la corriente eléctrica a la celda.
 

Las principales impurezas son: 
Na2O (0.3% a 0.4%), trazas de FNa.F3Al que se caracterizan por tener entre 100 y 300 ppm, TiO2, V2O5, entre 10 y 40 ppm.PROPIEDADES DEL ALUMINIO


El Aluminio es un material de considerable importancia y de uso múltiple por sus propiedades entre las que están: resistencia a la corrosión, ductilidad, fácil mecanizado, gran conductibilidad térmica y eléctrica, excelente reflectividad. Químicamente es muy inerte por lo que, el Aluminio y sus aleaciones se emplean en la elaboración de envases ya que no...