Procesos químicos industriales


Trabajo de Investigación
III Unidad:

PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES

Metalurgia
Procesos físicos y químicos aplicados en la industria minera
Refinación








INTRODUCCIÓN

Desde el comienzo de la cultura humana se han empleado y manipulado diferentes materiales que existen en nuestra naturaleza, recurriendo a la transformación de estos para usarlos de acuerdo a surequerimiento.
Los minerales se extraen y procesan a través de actividades productivas como lo es la minería. Sin duda, este trabajo ha formado una de las bases trascendentales de la economía de nuestro país, aportando con los más altos recursos para el desarrollo de Chile.
En el presente informe podremos reconocer las principales materias primas y su fuente de obtención, tanto de los recursos mineralesmetálicos como no metálicos, además de los procesos y reacciones involucradas en la fabricación de materiales inorgánicos de uso masivo, conociendo sus principales usos, aplicaciones y beneficios y también consideraremos el aporte que significa para nuestro país el contar con diversas materias primas y minerales en el territorio nacional.

DESARROLLO DEL TRABAJO
1. Cobre (Cu)
El cobrecorresponde a un metal de transición, y es uno de los pocos que se puede encontrar en estado nativo (natural). Su descubrimiento se remonta a 6.500 años a.C. en Asia Menor.
En la naturaleza, hay minerales de cobre oxidados y sulfurados (ya que está combinado con oxígeno o azufre). En el primer caso, el proceso de producción se basa en las siguientes etapas: Extracción – Chancado y molienda – Lixiviacióny extracción – Electroobtención. Y en el segundo, las etapas son: Extracción - Chancado y molienda – Flotación – Fundición – Electrorrefinación.
Por ser un muy buen conductor eléctrico, se utiliza en la fabricación de cables de electrodomésticos y alumbrado público. Además, por su gran conductividad térmica, se utiliza en la fabricación de paneles solares y utensilios de cocina.
La producciónmundial de cobre durante el 2010 alcanzó un total de 16,20 millones de toneladas métricas de cobre fino. El principal país productor es Chile, con más de un tercio del total (5,52 millones de toneladas por año)
2. Hierro (Fe)
Se manejan antecedentes sobre el uso del hierro, 4.000 años a.C. por parte de los sumerios y egipcios.
Aproximadamente el 5% de la corteza terrestre está compuesta porhierro, y mayoritariamente esta combinado con otros metales como lo son el oxígeno, el azufre y el silicio, dando origen así a los minerales de hierro.
Su obtención se puede realizar por medio de los óxidos con más o menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son óxidos, y los que no lo son, se pueden oxidar para así obtener los óxidos correspondientes; proceso que se realiza a temperaturasque bordean los 1.000 ºC. El hierro se prepara en un horno alto a través de una reacción de reducción química. Se utilizan materias primas (carbón coque, mena y piedra caliza), las que son introducidas por la parte superior del horno, en tanto que por la parte inferior se introduce aire caliente para facilitar los procesos químicos. Se produce la combustión del carbón permitiendo que asciendan losgases (2C(S) + O2 (g) -> 2CO (g)). De esta manera el monóxido de carbono reduce al óxido de hierro hasta formar hierro fundido.
Se utiliza principalmente en la fabricación y producción del acero, siendo este una aleación del hierro, cuyo resultado es de alta dureza y resistencia.
3. Acero
Los primeros restos arqueológicos de utensilios de hierro datan del año 3.000 a.C. y fueron descubiertosen Egipto, aunque hay vestigios de adornos anteriores. Algunos de los primeros aceros provienen del este de África, cerca de 1400 a. C.
El acero corresponde a una aleación que, además de hierro y carbono, posee níquel, cromo y molibdeno.
Para su obtención, se lleva a cabo un ciclo básico de oxidación, eliminando las impurezas, las que se hacen reaccionar con oxígeno. El hierro fundido es...