Metalurgia del plomo

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METALURGIA DEL PLOMO

El principal mineral que constituye la mena más importante del plomo es la galena, cuyo componente mayoritario es el sulfuro de plomo (II). En zonas muy concretas, otros minerales pueden ser material de partida para procesos viables económicamente para la obtención del plomo. Minerales como la cerusita, cuyo componente mayoritario es el carbonato de plomo (II), o laanglesita, cuyo componente mayoritario es el sulfato de plomo (II), se señalan como posibles menas de plomo. Los principales productores de plomo del mundo son : Kazaquistán ( 16 % ). Australia ( 14 % ) . Canadá ( 12 % ). USA ( 9 % ). México ( 6 % ). Perú ( 6 % ). China ( 5 % ); 6 siendo la producción mundial del orden de 3,5.10 toneladas al año. En España la producción ha disminuido notablemente, desdeque a finales del siglo XIX fuese la primera productora mundial. Los yacimientos más importantes se sitúan en Linares y La Carolina en Jaén ; Sierra de Cartagena y Mazarrón en Murcia y Sierra Almagrera en Almería. La metalurgia del plomo ha evolucionado desde mediados del siglo XIX. Principalmente ha sufrido variaciones que se traducen en el tipo de hornos utilizados y en el ahorro de energíaempleada. Inicialmente se empleaban hornos de reverberación, que se construyen con una bóveda superior de material sumamente refractario; éste actúa como reflector del calor puesto en juego en los procesos de reducción de los minerales. Así se consigue un buen ahorro de energía. Posteriormente se adecuó la tecnología de la siderometalurgia y se utilizaron altos hornos parecidos a los quemanufacturaban aceros. En la actualidad se utilizan hornos eléctricos, mucho menos voluminosos y mucho más eficaces. El proceso químico de cada uno de los sistemas es el siguiente: a) Con horno de reverberación. El mineral desmenuzado se coloca en el lecho del horno. Se insufla aire a temperaturas elevadas. Entonces parte del PbS (s) se transforma en PbO (s) y parte se oxida a PbSO4 (s). 2 PbS(s) + 3 O2 (g)PbS (s) + 2O2 (g) 2 PbO (s) + 2 SO2 (g) PbSO4 (s)

Se corta la entrada de aire y se eleva la temperatura. Entonces reaccionan tanto el PbO (s) como el PbSO4 (s) con el PbS (s) que está en exceso. Se obtiene plomo líquido. 2 PbO (s) + PbS (s) SO2 (g) + 3 Pb (l) 2 SO2 (g) + 2 Pb (l)

PbSO4 (s) + PbS (s)

El plomo obtenido en fase líquida contiene impurezas de azufre, arsénico, antimonio,silicio, hierro y cobre, fundamentalmente. Se insufla aire caliente en el plomo líquido y entonces: El silicio, el arsénico y el antimonio dan los óxidos SiO2 , As2O3 y Sb2O3, sólidos que sobrenadan al líquido metálico. El hierro y el cobre dan lugar inicialmente a óxidos: CuO (s) y Fe2O3 (s) , que reaccionan con los óxidos ácidos de silicio, arsénico y antimonio generando silicatos, arsenitos yantimonitos, sólidos que también flotan en el líquido metálico. El conjunto del material flotante se retira como escoria. El azufre da lugar a SO2 (g), que se desprende.

b) Utilizando un alto horno. Se carga el alto horno con capas sucesivas de mena ( galena ),( hulla ) y caliza ( carbonato de calcio ). Se insufla aire caliente por las toberas. De forma aproximada y dependiendo de la temperaturaalcanzada se dan las siguientes reacciones. 2 PbS (s) + 3 O2 (g) 2 C ( hulla ) + O2 (g) 2 SO2 (g) + 2 PbO (s) 2 CO2 (g)

y tanto el carbono como el monóxido de carbono reducen al PbO(s), dando lugar a plomo (l).

CO (g) + PbO (s) C( hulla ) + PbO (s)

CO2 (g) + Pb (l) CO (g) + Pb(l)

El plomo obtenido tiene las impurezas habituales , Fe, Cu, SiO2 , As2O3, S y Sb2O3. El hierro da lugar altetraóxido y posteriormente genera el metal: Fe3O4 (s) + 4 C ( hulla ) que reacciona con el PbS (s) en exceso, PbS (s) + Fe (s) FeS (s) + Pb (l) 4 CO (g) + 3 Fe (s)

Los óxidos de silicio, arsénico y antimonio dan silicatos, arsenitos y antimonitos. SiO2 (s) + CaCO3 (s) As2O3 (s) + CaCO3 (s) Sb2O3 (s) + CaCO3(s) CaSiO3 (s) + CO2 (g) Ca ( AsO2)2 (s) + CO2 (g) Ca ( SbO2)2 (s) + CO2 (g)

El cobre,...
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