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18.4 METALURGIA EXTRACTIVA
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18.4.1 OPERACIONES BÁSICAS
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18.4.2 METALURGIA DEL COBRE
18.5 METALURGIA DEL HIERRO Y
DEL ACERO
METALURGIA: Estudio general de los metales.
METALURGIA EXTRACTIVA: Obtención comercial de
metales a partir de sus menas y preparación de los metales
para su uso.
ETAPAS:
 Extracción de la mena
 Pretratamiento de menas
 Reducción a metales libres
 Afino o purificación
1. Extracción de la mena
Mineral:
compuesto que contiene
el elemento.
Ganga:
desperdicios como arena,
roca y arcilla.
2. Pretratamiento de menas
a)
b)
c)
FLOTACIÓN
Aplicable a sustancias
que repelen el agua.
TOSTACIÓN
Conversión de un
compuesto metálico en
óxido.
SEPARACIÓN
MAGNÉTICA
F
L
O
T
A
C
I
O
N
3. Reducción a metales libres


El método usado depende
la fuerza de unión entre lo
iones metálicos y los
aniones.
Metales menos activos:
-Existen en estado libre y
no requieren reducción.

Metales más activos:
-El óxido metálico se
reduce a metal libre.
-Se usa como agente
reductor el carbono, por
su bajo coste y su fácil
manejo.
4. Purificación
a)
DESTILACIÓN
Metal más volátil que
sus impurezas.
b)
ELECTROLISIS
c)
PURIFICACIÓN
MEDIANTE FUSIÓN
POR ZONAS
Obtención de metales
extremadamente puros.
PURIFICACIÓN MEDIANTE FUSIÓN POR ZONAS
MÉTODOS ALTERNATIVOS
Algunas menas contienen varios metales que no
siempre es necesario separar:
Proceso Kroll (lento)
☺ Proceso electrolítico (menor coste)
☺
18.4.2 Metalurgia
del Cobre
Cobre (Cu): metal de transición de
apariencia metálica y color pardo rojizo.
La extracción del cobre es complicada porque
contiene sulfuros de hierro y azufre.
Los procesos metalúrgicos normales sufren
modificaciones para extraer el cobre sin
contaminaciones.
Concentración


Flotación: concentra el
metal
Tostación:
sulfuros de Fe y S
óxidos fundidos
Fundición

Fusión: en un horno a
1400 ºC, se separa en dos
capas:
1ª. Mata de Cobre
(inferior), Cu y Fe
fundido.
2ª. Escoria de Silicato
(superior), desechos de
óxidos.
Conversión


Se insufla aire a la mata de Cobre
Los sulfuro de hierro
óxido (escoria que
se separa)
Cobre obtenido: BLISTER
Se insufla aire al blister
Se obtiene Cobre con el 99% de pureza
COBRE NEGRO

2 Cu2S + 3 O2 (g)

2 Cu2O + Cu2S
2 Cu2O + 2 SO2 (g)
6Cu (l) + SO2 (g)
COBRE NEGRO
Procesos pirometalúrgicos
Características:




Altas temperaturas
Gran cantidad de desechos
Consumo de energía
Emisiones gaseosas
Procesos hidrometalúrgicos
Etapas:



Lixiviación: extracción de iones metálicos
Purificación y Concentración: separación de
impurezas. Obtención de electrolito de Cobre.
Precipitación: los iones de precipitan a sólidos
iónicos o metal libre.
18.5.
METALURGIA DEL
HIERRO Y DEL
Altos ACERO
hornos:

Funcionamiento
Reacciones Principales
Resultado: arrabio
Obtención del acero:
Proceso de oxígeno básico
Reacciones

El hierro es el metal más utilizado de la corteza terrestre, siendo su
principal aleación el acero.
Proceso de recuperación del Fe de sus menas: “Reducción por
carbono en un alto horno”.
Proceso de conversión de la mena de hierro a hierro metálico
implica reacciones rédox y reacciones ácido-base complejas
Alto Horno: Funcionamiento
Reacciones Principales Alto Horno
Alto Horno: Resultado



El hierro obtenido es impuro y se denomina “arrabio”.
Contiene aproximadamente 95% de Fe, 3-4% de C y otras
impurezas.
Se vuelve a fundir, se pasa a moldes y se enfría,
convirtiéndose en “hierro colado”.
Obtención Acero: Proceso De
Oxígeno Básico
Pasos para transformar el arrabio en acero:
Oxidación de las impurezas (C, Si, P, Mn, S)
Obtención de “acero al carbono”
Reducción del
contenido de
carbono
También contiene
otras impurezas
Añadir elementos de aleación (Cr, Ni, Mn, V, Mo,W) que confieran al acero
las propiedades deseadas.
Reacciones de Los Procesos De
Fabricación De Acero
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Consuelo Alonso Cañizal
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Sara Negro Rama
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Noelia Camacho Clavijo
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Sara González Hernández
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