El cobre, historia, caracteristicas, aleaciones y usos

EL COBRE

Descubrimiento

El Cobre fue probablemente el primer metal utilizado para fabricar útiles y objetos decorativos.
Los objetos de Cobre se han encontrado entre los restos de muchas civilizaciones antiguas. El análisis de los objetos de Cobre y sus aleaciones, y el estudio de los minerales en las regiones donde fueron encontrados induce a pensar que ya en el año 6.000 A.C. el hombredesarrollaba procesos metalúrgicos.

Preparación

La metalurgia del Cobre varía con la composición del mineral. Los minerales que contienen Cobre nativo se trituran, se lavan y se separa el Cobre para fundirlo y prepararlo en barras.
Si la Mena es Óxido o carbonato de Cobre, se trata con ácido sulfúrico diluido para producir sulfato de Cobre disuelto del que se obtiene el metal porelectrólisis.

Los sulfuros, contienen entre el 1% y el 12% de Cobre; estos se muelen y se concentran por flotación. Los concentrados se reducen quedando Cobre llamado blister, aproximadamente del 98% de pureza. El Cobre crudo es posteriormente purificado por electrólisis, hasta una pureza superior al 99,9%.

Minerales

Los minerales de Cobre utilizados industrialmente pertenecen a tres grupos:

1. ElCobre nativo: Forma yacimientos raros, en algunos de los estados de América del norte y en Rusia.
2. Los minerales oxidados: La cuprita, la azurita y la malaquita se llevan a Óxidos por calcinación.
3. Los minerales sulfurados son los más abundantes: La calcosina, la calcopirita.

Menas

Raramente contienen grandes cantidades, se compensa con su gran abundancia, los minerales principalesson la calcopirita, sulfuro de Cobre y Hierro.

Menas sulfuradas:
De grano superior para la fusión directa.
De grano medio, que exigen la concentración para hacerlas explotables.
De grano bajo, que requieren la concentración y extracción en gran escala .
Pítiricas.

Menas oxidadas:

De grano superior y medio, que se pueden convertir en Cobre negro.
De grano bajo o inferior: que se tratanpor lixiviación.

Métodos generales de extracción

Si el contenido de Cobre es superior al 3%, la extracción se hace por vía seca (piró metalurgia), y si está comprendido entre 0,3%, y 3%, se realiza por vía húmeda (hidrometalúrgica).

EXTRACCIÓN POR VÍA SECA O PIRO METALURGIA

Se obtiene un Cobre bruto, a través de un concentrado denominado mata. Comprende cuatro fases:

1.Concentración: el 90% de las Menas de Cobre sulfuradas, extraídas de las minas, se concentran por flotación. Mediante la adición de químicos como el isopropil, el cianuro sódico y la cal, que hacen flotar los sulfuros de Cobre y deja los fulsuros de Hierro en el fondo.

2. Tostión previa del mineral: Se hace en horno reverbero y se basa en estos dos principios:
El Azufre tiene mayor afinidad para elCobre que separa el Hierro.
El Oxígeno tiene mayor afinidad para el Hierro que separa el Cobre.

3. Fusión: Hace pasar toda la masa metálica a estado líquido, de esta manera se separa la escoria procedente de la ganga y el Óxido férrico formado por la tostación.
Para la obtención de una mata con 35% de Cu: El producto de la tostión precedente se funde en presencia de Sílice.
La mata es unmineral de Cobre enriquecido, con 35% de Cu, y contiene también los metales preciosos.

Conversión de la mata en Cobre bruto:

Fase I: La mata fundida se introduce en un convertidor, transformándose el Óxido ferroso en silicato por adición de Sílice.
Fase II: Se cuela la escoria y se vuelve a soplar. El Cobre oxidado reacciona sobre el sulfuro. Los metales preciosos pasan al Cobre bruto o Cobrenegro.

4. Afino: Se realiza en horno de cuba, en horno eléctrico o en horno de reverbero, para los concentrados finos. El horno de cubas se utiliza preferiblemente para obtener Cobre negro, que es a partir de la fusión de chatarra.

El Cobre bruto que contiene 10% de impurezas se emplea como ánodo soluble. El electrolítico es una solución acuosa con 15% de So4Cu, con un 5% de ácido sulfúrico....