La metalurgia

La Metalurgia

La metalurgia es la ciencia y la tecnología de extracción de metales de sus fuentes naturales y de su preparación para usos prácticos.
Comprende varias etapas:
1. Explotación de yacimientos.
2. Concentración de la mena o alguna otra forma de preparación de esta para tratamientos ulteriores.
3. Reducción de la mena para obtener el metal libre.
4. Refinación o purificaciónde metal
5. El mezclado del metal con otros elementos al fin de modificar sus propiedades.
En este último proceso, el proceso número cinco, es una aleación, esto es, un material metálico compuesto de dos o más elementos.
Una vez extraída la mena del yacimiento, por lo regular se tritura y se muele, y después se trata para concentrar el material deseado. La etapa de concentración aprovecha lasdiferencias de propiedades entre el mineral y el material indeseable que lo acompaña, el cual se conoce como ganga.
Una vez concentrada la mena, se siguen diversos procedimientos químicos para obtener el metal en un estado de pureza idóneo.

Hierro

El hierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe(del latin ferrum) y tiene una masa atómica de 55,6 u.
Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Igualmente es uno de los elementos más importantes del Universo, ya que el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel.
Es un metal maleable, de color grisplateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica, metal dúctil, maleable, muy tenaz, magnético y fácilmente oxidable.
Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido aun proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes
Metalurgia del hierro

El primer paso para poder obtener hierro, es partir de minerales que contengan el hierro pero forma de oxido (ya sea naturalmente o previamente convertido en óxido), para posteriormente reducirlos. La reducción podría conseguirse con la intervención de un metal más oxidable que el hierro, pero por razoneseconómicas se emplea carbón o un gas reductor.
Los minerales que suele partir en la obtención del hierro son la magnetita, el oligisto o hematites rojas, la limonita o hematites parda y la siderita.

Pirometalurgia

La pirometalurgia es un proceso metalúrgico que utiliza temperaturas elevadas (calor) para modificar el mineral químicamente y reducirlo a metal libre.
Entre los tipos de procesos másimportantes utilizados en la pirometalurgia encontramos:
• La calcinación: es el calentamiento de una mena para provocar su descomposición y la eliminación de los productos volátiles. Este producto volátil podría ser el oxido de carbono (CO2) o el agua (H2O). al calcinarse expulsan el producto volátil y forman el oxido del metal.
• La tostación: es un tratamiento térmico que favorece lasreacciones químicas entre la mena y la atmósfera del horno. Este tratamiento puede dar lugar a la oxidación o a la reducción e ir acompañado de la calcinación. Sin embargo este método de reducción no siempre es factible, en especial si los metales son activos, pues estos son difíciles de reducir.
• La fundición: es un proceso de fusión en el que los materiales formados por las reacciones químicas seseparan en dos o más capas. La fundición suele implicar una etapa de tostación en el mismo horno. Dos tipos importantes de capas que se forman en los hornos de de fundición son el metal fundido y la escoria. El metal fundido puede consistir casi en su totalidad de un solo metal, o bien ser una disolución de dos o más metales.
La escoria se compone principalmente de minerales de silicato fundidos...