metalurgia principales metales

Metalurgia principales metales y aleaciones utilizados en la industria

DEFINICIÓN:

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. Los metales se caracterizan por tener un brillo especial, llamado metálico, y por ser buenos conductores de la electricidad y del calor. Estagran conductibilidad, comparada con la de los no metales, se debe probablemente a la existencia de electrones libres en su interior. Además los metales tienen una molécula monoatómica y originan los hidróxidos al disolverse los óxidos metálicos en agua. Algunos metales se presentan en estado libre como el oro, pero otros aparecen en estados de óxidos , sulfuros, carbonatos, fluoruros, cloruros.etc.

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 a cabo a 1000deg.C conelectrodos 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 de piedra caliza (CaCO3), que actúa como fundente, coke ymineral 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 (Cu+Zn). Sus minerales más importantes son calcopirita, CuFeS2, azurita Cu3(CO3)2(OH)2 ymalaquita, Cu2CO3(OH)2. Habitualmente se utiliza el primero. El mineral se tuesta para eliminar impurezas volátiles y convertir en óxido el sulfuro de Fe, y posteriormente se mezcla con arena (SiO2), piedra caliza (CaCO3) y mineral sin tostar, y se calienta a 1100deg.C. Se forma Cu2S, un "vidrio" que disuelve el hierro, y una escorita menos densa que el Cu2S. Al calentar en aire, el Cu2S sedescompone en Cu metálico, que se purifica por electrolisis, y SO2.

ORO Habitualmente se encuentra en estado nativo. Se puede separar de la arena en "charolas", donde la arena y grava (que contiene Au) se agitan en agua, derramándose las partículas más ligeras. Se hace pasar por una mesa de agitación ligeramente inclinada, con "barreras" en el fondo, de modo que las partículas de Au quedan retenidas.El Au se combina con Hg y posteriormente se retira el Hg por destilación. Alternativamente se obtiene a partir de los barros anódicos de la purificación electroquímica del Cu. También resulta rentable obtenerlo por el procedimiento del cianuro, burbujeando aire a través de una disolución de NaCN con el mineral de Au en suspensión.

MAGNESIO La principal fuente es el agua de mar (0.13% Mg). Seobtiene por electrolisis de MgCl2 fundido en atmósfera inerte con cátodo de acero y ánodo de grafito.

ALEACIONES: Se preparan por fusión conjunta de sus componentes, algunas de ellas se consiguen con otros procedimientos: cobre y zinc depositan simultáneamente sobre el cátodo cuando una corriente eléctrica circula a través de una solución con sulfatos cúpricos y de zinc . Muchas aleacionescontienen elementos no metálicos: el carbono en los aceros, y el fósforo en los bronces fosforosos. Estas son sólidas, con aspecto y características metálicas, salvo las amalgamas, en las que interviene el mercurio y son semisólidas.

ALEACIONES FERREAS

Son aquéllas en las que el principal componente es el hierro. Gran interés como material para la construcción de diversos equipos y su producción...