Tecnico

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MATERIALES METÁLICOS Y
ALEACIONES

INTRODUCCIÓN
Los metales son los elementos químicos de mayor utilización: con fines estructurales
en edificios y medios de transporte, como conductores de calor y electricidad, etc.

ABUNDANCIA DE LOS METALES
Los metales con potencial de electrodo negativo se encuentran combinados y los que
tienenpotencial positivo se encuentran en estado libre como metales en estado
nativo: Cu, Ag, Au, Pt, Os, Ir, Ru, Rh, Pd.

Mena: compuestos insolubles de los metales en la corteza terrestre
Ganga; arena, tierra, barro, etc., que acompaña a la mena.

METALURGIA
Es la extracción comercial de los metales a partir de sus minerales y su preparación
para usos posteriores. Constade varias etapas:

1.Obtención del mineral por minería
2.Pretratamiento del mineral
3.Reducción del metal al estado libre
4.Refinado o purificación del metal
5.En su caso, obtención de aleaciones.

PRETRATAMIENTO DE LOS MINERALES
Consiste en la concentración del mismo, por eliminación de la ganga. Puede hacerse
mediante un separador de ciclón,tras pulverización adecuada.
La flotación es aplicable a sustancias que no se "mojan" por agua.
La descarbonatación y deshidratación se utilizan para convertir carbonatos o
hidróxidos a otros compuestos más fácilmente reducibles.
La tostación consiste en la conversión de los sulfuros en óxidos, por calentamiento
en aire.

DIAGRAMAS DE ELLINGHAM
Son diagramas en losque se representa la entalpía libre de formación de una serie de
compuestos (óxidos, sulfuros, cloruros, etc.) en función de la temperatura. Son
especialmente útiles para estudiar los procedimientos de obtención de metales.

REDUCCIÓN A METALES LIBRES
El método utilizado depende de la naturaleza del anión unido al metal. Cuanto más
fuerte sea el enlace entre el anión yel catión metálico, más energía se requiere y más
costoso el proceso.
El mercurio pueden obtenerse directamente en estado libre por tostación de su
sulfuro (cinabrio).
Habitualmente, los óxidos se reducen al estado libre por combinación con carbono.
Para evitar la formación de carburos estables, la reducción se lleva a cabo con H2,
Fe o Al.
Los metales muyactivos, como Na o Al, se obtienen por reducción electroquímica
de sus sales anhidras en estado fundido.

REFINADO O PURIFICACIÓN DE METALES
Puede conseguirse mediante destilación si el metal es más volátil que sus impurezas,.
Cu, Ag, Au, Al se purifican electroquímicamente.
El refinado por zonas se utiliza para la purificación de Si para celdas solares y
semiconductores.METALURGIA DE ALGUNOS METALES ESPECÍFICOS

ALUMINIO
Se obtiene por electrolisis en ausencia de agua mediante el proceso Hall. La bauxita
(Al2O3.xH2O) molida con NaOH (Conc.) se convierte en Na[Al(OH)4] soluble. La
acidificación con CO2 (g) precipita bauxita pura que al deshidratarse forma Al2O3;
añadiendo un fundente, criolita, Na3[AlF6], la electrolisis se lleva acabo a
1000deg.C con electrodos de carbono.
Alternativamente y con menor consumo de energía se hace reaccionar la bauxita con
Cl2, obteniendo AlCl3, que, fundido, se electroliza para obtener Al y Cl2.

HIERRO
Se obtiene a partir de hematita (Fe2O3) y magnetita (Fe3O4) en "altos hornos" por
reducción con CO.
Por la parte superior se alimenta con una mezcla depiedra caliza (CaCO3), que actúa
como fundente, coke y mineral molido. El aire caliente desde la parte inferior quema
el coke, desprendiendo calor. La mayor parte del CO2 reacciona con C, formando CO
de nuevo. El fundente reacciona con la ganga de sílice, formando la escoria, que es
menos densa.

COBRE
Se utiliza especialmente en aleaciones, bronce (Cu+Sn) y latón...
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