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QUIMICA PARA INGENIERIAS
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SEMESTRE “A”
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INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN Y ENSEÑANZA IBEROAMERICANO A.C
QUIMICA PARA INGENIERIAS
PROFESOR(A): Ma. Teresa Tlatempan Domínguez
ALUMNA: Karen Verdad Pérez
GRADO Y GRUPO: 3° “B”
CICLO ESCOLAR 2013 - 2014
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SEMESTRE “A”
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La industria Minera
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Primer parcial
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Índice primer parcial:
Importancia económica de los metales y minerales en México y América, así como las zonas mineras
Métodos de beneficio de minería así como los métodos de obtención de algunos metales
Línea del tiempo sobre las propiedades y su importancia de los metales.
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Mapa de la República Mexicana, señalando zonas minerales y su producto.
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dicho aprovechamiento. Así, durante los años treinta se crearon. las primeras instituciones de fomento a la minería; en los años sesenta se inició un acelerado proceso de nacionalización, .en tanto que la década siguiente se caracteriza por el surgimiento de grandes proyectos, muchos de ellos directamente promovidos con la participación estatal. En los últimos años se ha abierto una nueva etapa para que la minería mexicana pueda enfrentar con éxito los retos de un mercado cambiante y altamente competitivo. Se trata, en esencia, de propiciar una mayor participación de los sectores privado y social en la actividad, al tiempo que se ofrecen condiciones de seguridad jurídica y reglas claras, entre las que se encuentran las de protección al ambiente, que permiten asegurar la recuperación de inversiones altamente intensivas en capital. SITUACIÓN ACTUAL Hoy, la actividad minera contribuye positivamente como generadora de divisas, mediante la exportación, manteniendo una balanza comercial superavitaria (gráfica 52), conserva una aportación ascendente a la economía nacional (gráfica 53) y una notable participación en la producción mundial. Asimismo, ha tenido una influencia relevante en la orientación de los elementos troncales de la infraestructura del transporte. Además, proporciona directamente alrededor de doscientos veinte mil ocupaciones remuneradas (gráfica 54), lo que significa que viven de ella aproximadamente un millón de mexicanos (lo que representa el uno por ciento de los empleos generados en todo el país). En 1993, las entidades más importantes en esta actividad fueron, por orden de importancia y según su volumen de producción: Coahuila, Baja California Sur, Colima, Michoacán y Zacatecas, que produjeron alrededor de 85% del volumen de la producción nacional. Así 10 minerales, entre metálicos y no metálicos (figura 19), representaban 91.2% del valor de la producción nacional, y 18 minerales de los casi 50 que se explotan en México, se ubicaban en una posición destacada, al estar entre los diez primeros lugares de la producción mundial (figura 20).
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Gráfica 52.- Superáit comercial del sector minero-metalúrgico mexicano
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Fuente: Dirección General de Promoción y Operación Minera, Subsecretaría de Minas, SEMIP, 1994 Gráfica 53.- Generación de ingresos del sector minero
Fuente: Dirección General de Promoción y Operación Minera, Subsecretaría de Minas, SEMIP, 1994
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Gráfica 54.- Ocupaciones remuneradas a nivel nacional en la industria minera
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Fuente: Dirección General de Promoción y Operación Minera, Subsecretaría de Minas, SEMIP, 1994 Sin embargo, la minería mexicana ha afrontado en los tiempos recientes una serie de dificultades. A nivel nacional, éstas se derivaban de un marco jurídico complejo y excesivamente regulado, prácticas administrativas inoperantes y lentas, derechos fiscales que sobregravaban a la producción, vastas áreas potenciales ociosas por diferentes causas, y una excesiva participación del sector público en áreas no estratégicas ni prioritarias. En el contexto internacional, se ha visto afectada por los bajos precios de los metales en el mercado, causados básicamente por la participación de otros países en la producción, aplicación de nuevas tecnologías que evitan el uso de metales tradicionales y el aumento en el reciclado de los mismos. Figura 19.- Participación en el volumen de la producción nacional 1993. (principales municipios mineros)
Fuente: Dirección General de Promoción y Operación Minera, Subsecretaría de Minas, SEMIP, 1994
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Figura 20.- Participación porcentual y lugar que ocupa México en la producción mundial de minerales (1993)mapa
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Fuente: Dirección General de Minas, Subsecretaría de Minas, SEMIP, 1994 En respuesta a esta situación, en el Programa Nacional de Modernización de la Minería 1990-1994, se planteó un conjunto de acciones orientadas a fortalecer el papel promotor del Estado y a impulsar una participación más directa de los sectores privado y social, así como a alentar la inversión nacional y extranjera en la actividad.
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Con el fin de hacer posible un mayor aprovechamiento de los recursos minerales de la Nación, se liberaron a la explotación de los particulares áreas de reservas mineras nacionales, así como ciertos minerales que estaban reservados a la federación y se cambió el tipo de derechos que se cobraban por concesiones mineras, pasando de derechos por cantidad de mineral explotado a derechos por superficie concesionada. Estas dos acciones han generado, por una parte, que el Gobierno Federal emita declaratorias de libertad de terrenos, para que éstos sean susceptibles de ser concesionados y por otra, que aquellos particulares que contaban con grandes superficies concesionadas sin explotar, desistan de ellas y le sean asignadas a quienes sí estén en posibilidades de hacerlo.
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Como resultado de las acciones emprendidas, se tiene hoy una nueva Ley Minera, publicada en el Diario Oficial de la Federación (DOF) del 26 de junio de 1992, proporciona una mayor seguridad jurídica, lo que protege inversiones de larga duración e impide prácticas administrativas al margen de la ley. En materia de desregulación económica, estimula la libre concurrencia de los particulares, promueve la localización de nuevos yacimientos y fomenta el aprovechamiento de zonas ociosas. El Reglamento de la Ley Minera (DOF, 29/III/93) y el Manual de Servicios al Público en Materia Minera han permitido precisar, reducir y simplificar trámites, lo que aligera la pesada carga administrativa a las empresas mineras.
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Asimismo, a través del Consejo de Recursos Minerales, se ha intensificado la exploración para tener un mejor conocimiento de los recursos del subsuelo, se avanza en la elaboración del inventario nacional de recursos minerales y se genera un banco integral de datos para facilitar su consulta. Además, por medio del Fideicomiso de Fomento Minero, se han instrumentado nuevas formas de financiamiento para impulsar a la mediana y pequeña minería, así como a la minería social. Dentro del Programa de Modernización de la Empresa Pública, el Gobierno Federal ha desincorporado Gráfica 55.- Participación en el volúmen de la producción minera por sector
Fuente: Dirección General de Promoción y Operación Minera, Subsecretaría de Minas, SEMIP, 1994 44 entidades, de 1989 hasta mediados de 1994. A la fecha se encuentran sectorizados el Fideicomiso de Fomento Minero, el Consejo de Recursos Minerales, Exportadora de Sal, SA de CV y Transportadora de Sal, SA de CV. Asimismo se mantiene una participación minoritaria en Baja Bulk Carriers, SA.
El desarrollo y modernización de este sector, como el de la mayor parte de la industria, lleva implícitas perturbaciones en la ecología, que no deben ser Karen Verdad Pérez 3 “B”
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EL PROCESO MINERO Y EL AMBIENTE
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En suma, las medidas adoptadas en los últimos años han permitido fortalecer el papel promotor y regulador del sector público en el campo de la minería y propiciar una participación directa de los sectores privado y social nacionales, así como de la inversión extranjera en la actividad minera (gráfica 55).
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soslayadas en el diseño y ejecución de las políticas para su desarrollo. Ello explica que se haya pasado del objetivo principalmente correctivo en materia de cuidado del ambiente, que predominó en el pasado, a uno esencialmente preventivo, orientado hacia el desarrollo sustentable de esta actividad, dando cumplimiento al compromiso adoptado por México en la Cumbre de la Tierra. Es interesante anotar que para contribuir a alcanzar este objetivo, las empresas de la industria minera de México invirtieron en 1992 alrededor de 40 millones de nuevos pesos. La explotación de yacimientos y beneficios de minerales (como toda actividad extractiva) puede provocar alteraciones o impactar de manera negativa al entorno (cuadro 69).
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Cuadro Proceso minero y el ambiente
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ACCIONES EN MATERIA DE PROTECCIÓN AMBIENTAL
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Los proyectos mencionados son instrumentos de política ecológica que habrán de aplicarse en las fases de la actividad minera que producen mayor perturbación ambiental. Así, el sector minero se adecúa progresivamante a los principios básicos del desarrollo sustentable, no sólo porque la normatividad en materia de los residuos, emisiones a la atmósfera y aguas residuales. se establece en un contexto de concertación entre las instancias directamente interesadas y la sociedad civil, sino por el beneficio social asociado a las poblaciones cercanas a las unidades mineras (cuadro 70).
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Con base en el nivel de perturbación ambiental que genera cada fase del proceso de producción en la actividad minera, se determinaron prioridades en el marco del Convenio de Concertación en Materia Ecológica para la Industria Minera Nacional, celebrado entre la SEMIP, la Cámara Minera de México y la Secretaría de Desarrollo Social (Sedesol). A partir de ellas se definió sobre qué fases se debían promover, desarrollar y publicar instrumentos orientados a la protección del ambiente en el que se desarrolla esta actividad, cuya ubicación, por su naturaleza, a diferencia de otras industrias, no es susceptible de predefinir, ya que se requiere instalar y operar en el lugar donde se localiza el mineral (figura 19).
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Los proyectos relativos a residuos, específicamente los referidos a las presas de jales, son de importancia significativa. A través de las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) correspondientes, ya que se establecen los parámetros que habrán de ser observados para determinar la localización adecuada de una presa, así como los controles a los que deberán sujetarse la construcción y operación de las mismas, hasta garantizar su estabilidad constructiva, evitar la contaminación de mantos freáticos y proteger a las poblaciones de las posibles tolvaneras. En lo que respecta a las NOM relativas a las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores, representan una protección adicional que va a reforzar la acción de control que ha venido desarrollando la Comisión Nacional del Agua. El establecimiento de los límites máximos permisibles en la descarga de contaminantes provenientes del procesamiento de minerales metálicos y no metálicos, contribuirá al control en el deterioro de la calidad del agua, evitando que los metales pesados en solución contaminen los cuerpos receptores cercanos a las operaciones mineras. En materia de prevención de la contaminación a la atmósfera, la norma que establecerá los límites máximos permisibles de emisión de partículas y bióxido de azufre al aire, restringirá de manera importante el volumen de polvos y gases que se desprenden de los hornos, favoreciendo con ello el mejoramiento de localidad del aire en las zonas cercanas. Los proyecto de normas que habrán de ser sometidos a revisión durante 1995 (sobre relleno hidráulico y beneficio de minerales por lixiviación), están orientadas, por una parte, a establecer las condiciones de operación que deberán prevalecer en las plantas de beneficio de minerales que utilicen el método de lixiviación (disolución de metales utilizando líquidos solventes) y, por otra parte, al control sobre la operación de relleno hidráulico de las minas con los jales provenientes del tratamiento de los mismos minerales.
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Cuadro Incidencia de los proyectos en las fases de la actividad minera
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*Manifestación de ·** Estudio de Ordenamiento Ecológico.
Impacto
Ambiental.
Fuente: Dirección General de Minas, Subsecretaria de Minas, SEMIP, 1994.
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Dentro del grupo de proyectos en proceso de desarrollo, son de relevancia los Instructivos de Presentación de Manifestaciones de Impacto Ambiental relativos a actividades de minería subterránea y a cielo abierto (modalidades general, intermedia o específica). Éstos son presentados al Instituto Nacional de Ecología (INE), que los utiliza para conducir la planeación de proyectos minero metalúrgicos específicos, una vez que la aptitud de uso del suelo resulta idónea a lo propuesto, orientando de esta manera la integración de medidas de protección, mitigación y restauración ecológicas asociadas a las diferentes etapas de desarrollo del proyecto. Asimismo, el sector se verá beneficiado conforme el INE instrumente el programa de descentralización de facultades a las delegaciones estatales de Sedesol, lo que permitirá que las evaluaciones del tipo general e intermedia sean llevadas a cabo localmente en las representaciones que correspondan a la ubicación de los proyectos, requiriéndose, por tanto, menores tiempos para dictaminarlas.
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Finalmente, respecto a la participación del sector minero en los estudios de ordenamiento ecológico, se apoya técnicamente al INE en la labor de promover, a través de la gestión de modelos alternativos de uso del suelo, opciones que hagan congruente la ejecución de proyectos productivos con los programas de protección ambiental de los recursos naturales. Conforme a las metas del Ordenamiento Ecológico Nacional, el relativo a las regiones mineras es de importancia relevante, dado que permitirá garantizar el desarrollo sustentable de la actividad, sin menoscabo del patrimonio natural de la Nación y en armonía con otras actividades productivas y sociales.
MINERALES SU IMPORTANCIA ECONOMICA El valor económico de los Minerales Industriales en México es tan importante como el que aportan los minerales metálicos a la producción minera nacional. Al contrario de los metálicos, las aplicaciones y/o usos de los Minerales Industriales son, aparentemente, “invisibles” en los bienes de uso o consumo de la vida diaria.
fabricación de dichos bienes deben ser suministrados con especificaciones consistentes y precios competitivos. Karen Verdad Pérez 3 “B”
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satisfechos a los consumidores, las materias primas básicas o minerales para la
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Para que estos bienes de uso o consumo tengan un buen desempeño y mantengan
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Se propone que la Cadena de Valor de los Minerales Industriales, inicia y termina con los mercados, de otra forma, “sin un mercado, cualquier yacimiento de Minerales Industriales es una mera curiosidad”. Se describe una estrategia de desarrollo, desde la mina al mercado, para formar un negocio de minerales industriales, incluyendo los asuntos ambientales para asegurar su sustentabilidad en el tiempo. A traves del analisis de la producción, exportaciones e importaciones de los Minerales Industriales de México en el 2005 se comentan varias áreas de oportunidad para el crecimiento y desarrollo de nuevos yacimientos en el pais. Además, se sugiere que en los planes de estudio de las carreras de ingeniero geólogo y/o minero se incluya la materia de Minerales Industriales con el enfoque propuesto en este trabajo. Todos los mercados que consumen Minerales Industriales cuando menos exigen 3 condiciones para el suministro a sus proveedores: • Especificaciones con alto grado de uniformidad en sus características fisicoquímicas, apoyadas en la homologación de laboratorios de control proveedor-consumidor. • Suministro con logística de transporte para asegurar entregas a tiempo, sobre todo para las industrias, como la del vidrio, que operan 24 horas-365 días al año.
de la creciente demanda de bienes y servicios de sus habitantes, incide directamente en una creciente demanda y consumo de minerales industriales, de Karen Verdad Pérez 3 “B”
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En consecuencia, el crecimiento de la economía (PIB) de los países, como resultado
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• Precio de mercado en destino, esto es precio del mineral exworks la minaplanta más el costo del transporte y manejo a destino.
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ahí su importancia económica. Como corolario entonces, se postula que la cadena de valor de los minerales industriales se inicia y termina en los mercados, ya que si no existe demanda, no hay desarrollo ni comercialización de los yacimientos. P.W. Harben (1994), ha expresado este concepto mas sucintamente: “sin un mercado, un yacimiento de minerales industriales es una mera curiosidad geológica”. CLASIFICACION DE MERCADOS El mercado de los Minerales Industriales es tan amplio y diverso como la misma industria de bienes y servicios, por lo que la diversidad en los usos y/o aplicaciones esta dictada por las propiedades físico-químicas particulares o funcionalidad del mineral que se quiera imprimirle a los productos de consumo final. A continuación se describen los principales mercados de los minerales industriales, agrupados por industria y función en los mercados-productos finales.
Mercado de la Industria Química Prácticamente casi todos lo Minerales Industriales Naturales son usados como materia prima para la manufactura de compuestos químicos básicos que sirven a su vez para producir un gran numero de compuestos químicos para las industrias de los explosivos, pirotecnia, colorantes-decolorantes, retardadores de fuego, catalizadores, limpiadores, detergentes, etc. Una discusión de la manufactura, usos y aplicaciones de estos compuestos pertenece al campo de la
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especialización de química y no de geología de esta academia. Solo se enlistan
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Bibliografía:
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http://academiadeingenieriademexico.mx/archivos/coloquios/3/Minerales%2 0Industriales%20su%20Importancia%20Economica.pdf http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/16/parte3_12.html
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Para menas carbonatadas de manganeso y de calcio se tienen las reacciones de descomposición siguientes: 3 MnCO 3
Mn 3 O 4 + 2 CO 2 + CO
CaCO 3
CaO + CO 2
La calcinación al igual que el secado son procesos endotérmicos, por lo cual debe suministrarse calor a una temperatura relativamente elevada, dependiendo de la mena que se este procesando. Después de efectuada la calcinación se obtienen generalmente óxidos metálicos y la mena se encuentra lista para su posterior reducción. En los hornos de calcinación se distinguen tres zonas: a) Zona de precalentamiento: en ésta zona la carga sólida se precalienta a contracorriente con los gases calientes del horno. b) Zona de reacción: en ésta zona tiene lugar la descomposición de los hidratos o carbonatos. c) Zona de enfriamiento: en ésta zona los productos de calcinación se enfrían con aire a contra corriente. TOSTACIÓN DE SULFUROS La tostación es la oxidación de sulfuros metálicos para producir óxidos
2 ZnO + 2 SO 2
4 FeS 2 + 11 O 2
2 Fe2O3 + 8 SO 2
Las menas de cobre, zinc y plomo típicamente se tuestan con el principal propósito de convertir a estas menas en óxidos para su posterior tratamiento de reducción. El dióxido de azufre, por lo tanto, es un subproducto del proceso de tostación. La mayor parte del ácido sulfúrico se obtiene por un proceso en el cual el Karen Verdad Pérez 3 “B”
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2 ZnS + 3 O 2
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metálicos y dióxido de azufre, ejemplos típicos son:
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dióxido de azufre proveniente de la tostación de sulfuros reacciona con más oxígeno, utilizando óxido de vanadio como catalizador, para formar trióxido de azufre mediante la reacción: V2O5 2 SO 2 + O 2
2 SO 3
El trióxido de azufre es un gas que se combina con el agua para obtener ácido sulfúrico líquido mediante la siguiente reacción: SO3 + H2O
H 2 SO 4
En muchos países industrializados se producen millones de toneladas de H2SO4 cada año. Éste ácido se utiliza en la manufactura de fertilizantes, papel, detergentes, tintes, plásticos, pinturas y en la industria del hierro, del acero y la del petróleo. Otro tipo de tostación es la tostación clorurante la cual se describe a continuación. El propósito de la tostación clorurante es convertir las menas no ferrosas en compuestos de dos tipos: a) Compuestos solubles en agua, utilizando NaCl y oxígeno a temperaturas entre 500 y 600 C mediante la siguiente reacción MS + 2 NaCl + 2 O 2 Na 2 SO 4 + MCl 2 El producto tostado se lixivia subsecuentemente en un ácido para recuperar los metales no ferrosos. b) Compuestos volátiles, éste proceso debe realizarse a una temperatura relativamente elevada y puede efectuarse ya sea con cloruro de calcio o con cloro, mediante las reacciones
MCl 2 + SO 2
Donde M es un metal no ferroso normalmente Zn o Cu.
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MS + Cl 2 + O 2
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3 O 2 + 2 MCl2 + CaO + SO 2
2 MS + 2 CaCl 2
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En general la tostación es un proceso fuertemente exotérmico y se realiza de varias formas, entre ellas: a) Por combustión de un montón o pila de mena. b) En horno de reberbero de solera plana, rastrillando la mena a mano o mecánicamente. c) En horno cilíndrico o rotatorio ligeramente inclinado, de modo de que la carga entra por un extremo, avanza lentamente a través del horno y sale por el otro extremo. d) En horno vertical con estantes o pisos múltiples, donde la mena entra por el estante de arriba, gradualmente se eleva la temperatura a medida que desciende aquélla, y pasa a través de cada uno de los pisos sucesivos. e) En horno de cama o lecho fluidizado, impulsando aire a través de una delgada capa de mena sobre un enrejado en movimiento. AGLOMERACIÓN
Briquetado: es la compactación a temperatura ambiente, de mineral con un aglutinante inorgánico normalmente cal, cemento, arcilla o sales metálicas; o puede ser orgánico; petróleo, alquitrán o brea. Luego se somete a un calentamiento en un horno de sinterizar a fin de unir las partículas que están en contacto, dejando todavía gran porosidad al aglomerado formado.
•
Sinterización: Es la aglomeración de partículas finas y sueltas en una masa compacta y porosa mediante fusión originada por el calor producido por combustión dentro de la misma mena.
•
Peletización: Se realiza en dos etapas, primero se forman aglomerados esféricos con la mena húmeda de 10 a 20 mm por desmenuzamiento y Karen Verdad Pérez 3 “B”
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•
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Por aglomeración se entienden los procesos en los que los materiales de granulometría fina, por ejemplo, concentrados de mena, son transformados en terrones más gruesos. La aglomeración se utiliza particularmente si la mena va a ser fundida dentro de un horno de cuba, en el cual el material fino obstruiría el paso del gas. La aglomeración puede ser cualquiera de los siguientes tipos:
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adición de agua en un tambor giratorio y posteriormente se endurecen esos aglomerados por el subsecuente tratamiento térmico en un horno de cuba. •
Nodulización: El mineral se transforma en nódulos en un horno giratorio por el balanceo de la carga caliente a una temperatura próxima a la de fusión.
REDUCCIÓN DE LOS ÓXIDOS METÁLICOS Un numeroso grupo de metales se producen a partir de óxidos, este es por ejemplo el caso del hierro Fe, cromo Cr, manganeso Mn, estaño, etc. En otros casos, por ejemplo para el plomo Pb y el zinc Zn, las menas de sus sulfuros se tuestan primero para producir óxidos, como ya vimos; posteriormente estos óxidos se reducen para producir metal. Existen diversos métodos de reducción, entre los cuales se encuentran: 1. Reducción por descomposición térmica: Sólo los óxidos de los metales más nobles pueden convertirse en metal mediante una simple descomposición térmica. Tal es el caso del óxido de plata, el cual, a temperaturas mayores a 200 C y en atmósferas inertes, se descompone mediante la siguiente reacción: 2 Ag 2 O + calor 4 Ag + O 2 Igualmente el PtO se descompone alrededor de 500 C y el PdO por arriba de casi 900 C mediante las reacciones respectivas siguientes: 2 PtO + calor 2 PdO + calor
2 Pt + O 2 2 Pd + O 2
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Por la importancia que tiene el hierro en la actividad industrial nos enfocaremos al estudio del proceso de reducción de éste metal.
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2. Reducción por medio de un agente reductor: Todos los demás óxidos metálicos se descomponen por medio de un agente reductor, éste puede ser carbono, monóxido de carbono, hidrógeno y en casos especiales, otro metal que tenga mayor afinidad por el oxígeno, por ejemplo se puede reducir el Fe 2 O 3 con Al. El carbono, el monóxido de carbono y el hidrógeno son los agentes reductores de mayor importancia industrial y económica y pueden ser producidos a partir de materias primas como el carbón, petróleo o el gas natural.
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El proceso más importante para la producción del hierro a partir de su óxido más estable es la fusión en el alto horno, el cual consiste en una cuba entre 20 y 30 m de alto, construida de lámina de acero por fuera y recubierta por dentro con ladrillo refractarios con el objeto de no radiar calor. El horno se carga con mena de hierro Fe 2 O 3 en forma de pellets, coque (el agente reductor) y fundentes, los cuales tienen por objeto producir una escoria de composición adecuada, por lo general es cal o piedra caliza. Por el fondo del horno se introduce un soplo de aire caliente a través de las toberas. Los gases del horno del horno se extraen por la parte superior y el arrabio (metal caliente) y la escoria fundida se localizan en el fondo del horno en un crisol. El cono invertido que se encuentra entre el cuerpo del horno y el crisol se llama atalaje. Al nivel de las toberas el aire reacciona con el coque dando la reacción global: 2 C + O2
2 CO 2
Ésta reacción representa la principal fuente de calor y de gas reductor. En la parte superior del cuerpo del horno, la mena se reduce por medio de las siguientes etapas: 3 Fe 2 O 3 + CO Fe 3 O 4 + CO FeO + CO
2 Fe 3 O 4 + CO 2 3 FeO + CO 2 Fe + CO 2
Las principales reacciones tienen lugar en el intervalo de 700 a 1200 C
Fe 2 O 3 + 3 C
2 Fe + 3 CO
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La diferencia principal con respecto al alto horno consiste en que la electricidad suministra el calor en lugar de la combustión de coque en las toberas. No obstante, la reducción química de la mena de hierro se realiza también con coque. Debido a que no se introduce aire, el volumen de gases se producen por la reducción directa, de acuerdo a la siguiente reacción:
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Un método alternativo que utilizan los países donde la energía eléctrica es barata es la reducción de mena de hierro mediante electricidad.
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LINEA DE TIEMPOSOBRE LAS PROPIEDADES Y SU IMPORTANCIA DE LOS METALES
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Mapa de la República Mexicana, señalando zonas mineras y su producto
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Obtencion de metales
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Segundo Parcial
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Índice segundo parcial:
Reporte del museo.
Proceso de obtención de algunos metales
Propiedades de los metales.
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Reciclaje de metales.
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El museo está dividido en dos partes: una de exhibición de rocas, fósiles y meteoritos, y otra donde se presenta la gran variedad de minerales mexicanos. Nos explicaron los tipos de rocas que existen a través de ejemplares, como lo son los braquiópodos, un molar de mamut, amonitas que por lo que nos dijeron tienen más de noventa millones de años, se creía que estos eran los más grandes que existían pero un estudio dio a conocer que existen otros de casi tres metros de diámetro. En la segunda sala cuenta con minerales como la pirita, la calcita, y otras piezas. Podemos encontrar la mesolita que estéticamente es muy linda por su finura en los cortes y forma.
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También nos encontramos con cuarzos, rubíes, diamantes, cobre, oro, etc.
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Esta colección fue donada por el Doctor Miguel Romero Sánchez, de origen humilde proveniente de Oaxaca, donde resalta que en sus años de juventud estudio química, trabajo en el Instituto Nacional de Geología, donde se da una convocatoria en Monterrey donde cuarenta y dos
chicos debían de aprobar
cuatro materias de química, el que lo lograra se iría a estudiar a Harvard lo cual lo logro teniendo tres
menciones honorificas en el campo.
Descubridor de dos
minerales mexicanos la Malpimita y la Ojuelaita, además una colección de casi diez mil muestras de minerales de formas, texturas y colores diversos, que ahora nos proporcionan un interesante panorama de la historia geológica de la corteza terrestre de los suelos en Puebla.
Cuentan con 25 tipos de minerales traídos de distintos lugares del mundo lo que lo hace un lugar muy interesante, se caracteriza por ser uno de los museos de minerales mas completo en América latina. Algunas de las pocas actividades que se pueden realizar en este museo son exposiciones, visitas guiadas con explicación, observación de los minerales tales como el oro, rubíes, diamantes, cuarzos, entre otros más. En conclusión creo que aquí demuestra que no se necesita que el museo sea de
también lo que el país ofrece en tema de minerales siendo así una exposición muy visitada y llamativa a mi parecer. Karen Verdad Pérez 3 “B”
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cantidad”. En esta colección esta plasmada objetos de nuestro pasado, pero
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una gran expansión para que sea interesante pues importa “la calidad, no la
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Al igual pienso que gracias a esta excursión tuve la oportunidad de ver y conocer los diferentes minerales que quizá si había escuchado hablar de ellos pero físicamente no conocía algunos y la verdad a mi me gusto mucho ya que al entrar a la sala donde estaban todos y cada uno de ellos nunca pude decidirme por uno que me gustara ms que otro, lo cual al estar ahí fue una experiencia que nos dejo adquirir tanto más aprendizajes y observar la belleza de cada uno de los minerales que nos transmite. Lo cual me vine muy contenta al ver todos los minerales que había y pienso que es necesario que las personas visiten más el museo para así darse cuenta la importancia que tienen e ir valorando lo que tenemos.
Bibliografía: Lisa Gairdner. ( 2008) VENTANAS DEL UNIVERSO ¿Qué es un Mineral?. Recuperado
14
de
Octubre
del
2013.
De
http://www.windows2universe.org/earth/geology/min_intro.html&lang=sp Puebla Tehuacán.(2005) Museo de Mineralogía Recuperado 14 de Octubre
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del 2013. De http://puebla-tehuacan.wexico.com/Tehuacan/Museo/
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Tarea 1 Proceso de obtención de algunos metales METALURGIA La metalurgia es el arte de extraer los metales de los minerales que los contienen y transformarlos en formas adecuadas a los usos a que van a ser destinados. Estos compuestos naturales que constituyen lo que se llama minerales, son sometidos a tratamientos mecánicos y químicos para extraer el metal. Entre estos tratamientos está la molienda, realizada en dos etapas: quebrantamiento en una machacadora de mandíbulas o de martillos y la trituración en molinos de bolas o barras. A continuación se realiza el tamizado en el cual los elementos se clasifican por tamaños y para ello se utilizan tamices planos o cilíndricos o unas mesas sacudidoras con una corriente de agua, también se utiliza la flotación. SIDERURGIA La siderurgia es la metalurgia del hierro, del hierro colado y del acero. Es la rama más importante de la metalurgia. El conocimiento del hierro nos viene de la más remota antigüedad. Al principio, para fabricar el hierro se excavaba un hogar en el suelo y allí se acumulaba el mineral y el carbón vegetal. Al cabo de algunos días se retiraba del hogar un aglomerado sólido formado por una esponja de hierro mezclado con escorias. Este procedimiento se perfeccionó con el empleo de hornos con hogar cerrado e inyección de aire (forjas catalanas). Al final del siglo XIV un herrero alemán tuvo la idea de utilizar el residuo líquido de un horno catalán que es lo que hoy se llama hierro colado. Actualmente se fabrica el hierro colado en un alto horno a partir del mineral, después se utiliza como tal o se transforma en hierros comerciales por el procedimiento de pudelado o en aceros por el método del convertidor, el horno de solera, el horno de crisol o el horno eléctrico. El acero se obtiene descarburando el hierro, y el horno de pudelar es un horno donde se coloca el hierro colado líquido y se oxida el carbono con una corriente de aire en presencia de escorias ferruginosas.
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Esencialmente, el acero es una aleación de hierro y carbono. El contenido de carbono en los tipos de acero corrientes se halla comprendido entre, aproximadamente, 0,08 y 1,4 %. El porcentaje de carbono del acero es el factor más importante que gobierna sus propiedades y aplicaciones.
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OBTENCIÓN DEL HIERRO Y DEL ACERO El acero, esto es, el metal fundamental, puede obtenerse en grandes cantidades ya sea colado o forjado. Su plasticidad, tanto a la temperatura ambiente como a elevadas temperaturas, permite trabajarlo en frío o en caliente. La combinación de su resistencia mecánica con su plasticidad lo hacen el metal más importante para la construcción de grandes estructuras.
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En un principio, el acero se fabricaba por un proceso de adición de carbono al hierro forjado en el estado sólido, esto es, por cementación. En la actualidad todos los aceros se fabrican partiendo del hierro en estado de fusión y el carbono se añade al hierro líquido. El proceso comienza con la carga del Alto Horno: a) Materias primas (mineral de hierro) El hierro es el mineral más abundante en la naturaleza, constituye mas del 5 % de la corteza terrestre, sin embargo, se encuentra en rocas combinado con óxidos de carbono y sulfuro. Mineral de hierro: El principal mineral de hierro es la hematites (Fe203), el cual cuando es puro contiene 70 % de hierro. Cuando este óxido de hierro contiene agua se denomina limonita, y contiene 60 % de hierro cuando es puro. b) Se inyecta aire a 1150 ° C en contacto con el coque, forma el monóxido de carbono (CO), el cual en su ascenso a través de la carga, le quita el oxígeno al mineral (fenómeno de reducción) formando gas dióxido de carbono (CO2) que sale por el tope. No todo el gas monóxido se trasforma en gas dióxido de carbono, sólo un 50%. c) El oxígeno y el coque producen el calor necesario para que el mineral de hierro se funda, favorecido por la alta convección provocada por el movimiento de los gases. d) El funcionamiento del Alto Horno es continuo, pero la carga y la colada se realizan en forma intermitente. e) Una vez fundido los componentes, estas se drenan del alto horno “pinchando” en parte superior donde extraemos la escoria, llamado escoriero, y otro inferior llamado piquera, donde volcaremos el arrabio. f) Lo que sale del alto horno es gas de alto horno, polvo de trampa, escoria líquida y arrabio líquido.
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g) En los grandes hornos por lo general el arrabio se vacía en moldes solidificado y forman lo que se conoce como lingote de alto horno, hierro de primera fusión o comúnmente arrabio.
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El arrabio se produce en el Alto Horno y está compuesto por hierro – carbono, y tiene impurezas tales como azufre, fósforo, silicio y manganeso
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Una vez obtenido el arrabio o el hierro esponja es necesario refinar al hierro para que se transforme en material útil para diferentes objetos o artefactos, o sea en hierro o acero comercial. Hierro forjado: El hierro forjado es la forma más antigua de hierro fabricado por el hombre. Fue originariamente producido por una reducción lenta del metal en el hogar de la forja partiendo de mineral de hierro. Este proceso de reducción daba un hierro muy impuro, el cual requería un ulterior afino de tipo mecánico, esto es, martillándolo para darle la forma en la cual era utilizado. Hierro colado: El hierro colado es fundamentalmente una aleación cuyos principales elementos son hierro, silicio y carbono. hierros colados con una gran variedad de propiedades. Las especificaciones de la American Society for Testing Materials (A. S. T. M.) prevén clases de hierro colado con resistencias mínimas a la tracción comprendidas entre 1400 y 5600 Kg. /cm2 (20,000 y 80,000 Lib. /pulg2). Cada clase tiene sus características y dentro de cada una puede haber regulaciones y modificaciones para adaptarla mejor al servicio particular de que se trate.
METALURGIA DE OTROS METALES METALURGIA DEL COBRE: El cobre es casi exclusivamente extraído de las piritas donde se encuentra en estado de sulfuro, uno de los procedimientos es el del convertidor en donde el mineral sulfurado se tuesta parcialmente después se funde en un horno de cuba (Water-jacket). Las escorias se separan de la mata por decantación. Para afinar la mata obtenida se pasa directamente al convertidor donde se oxida la sílice, pasan a la escoria. A continuación se realiza una tostación parcial y de esta forma reacciona el oxido y el sulfuro restante para dar cobre bruto que tiene algunas impurezas; se agita la masa para completar la reducción del oxido de cobre y finalmente el cobre es sometido a una electrolisis que permite separa el oro y la plata en los barros y obtener un cobre mas puro.
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El aluminio se obtiene por el electrolisis de alúmina pura fundida. Para obtener alúmina pura se parte de la bauxita, mineral cuyo constituyente principal es la alúmina acompañada de oxido de hierro y sílice como impurezas. Esta alúmina se calcina y se mezcla con tres veces su peso en una mezcla de fluoruro cálcico y criolita, se funde la mezcla y se electroliza a 950 C, solamente se descompone la alúmina y da aluminio y oxigeno.
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METALURGIA DEL ALUMNIO:
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METALURGIA DE METALES PRECIOSOS El oro se halla en sus minerales en estado libre, pero tan dividido que hay que tratar una enorme cantidad de material para obtenerlo. La separación del metal se realiza mediante el empleo de disolventes: el mercurio en la amalgamación y las soluciones acuosas de cianuros alcalinos en la cianuración. Las arenas auríferas son arrastradas por un fuerte chorro de agua y la mezcla corre por unos canales de madera cuyo fondo contiene un poco de mercurio y el oro es parcialmente retenido por este. El resto, que queda en los barros residuales o tailings, se recupera por cianuración. La plata, de la que el primer productor es México, se obtiene de sulfuro, o de residuos de la metalurgia del plomo o del cobre. El sulfuro tostado en un horno se transforma en sulfato que pasa del estado de cloruro durante una segunda tostación, realizada después e su mezcla con sal común; por lavado con agua, se disuelven los cloruros solubles después se tratan con una solución acuosa de hiposulfito sódico para disolver la plata que es precipitada a continuación como sulfuro de donde se separa el metal precioso por medio del mercurio. TRATAMIENTOS TERMICOS
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Los tratamientos térmicos sirven para mejorar las propiedades mecánicas de los metales y aleaciones a fin de hacerlos mas aptos para realizar un trabajo determinado. Se distinguen de estos tratamientos los de regeneración o recocido, tratamientos de estabilización de un estado molecular o revenido y finalmente el temple este ultimo consiste en enfriar un cuerpo mazo menos bruscamente después de haberlo puesto a una temperatura bastante elevada se utiliza sobre todo en los haceros para hacerlo más duro y elástico.
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Tarea 2 Propiedades de los metales Se les dice metales a ciertos cuerpos con características tales como el brillo metálico cuando ya están pulidos, la conductibilidad calorífica y eléctrica, alta densidad y son sólidos en temperaturas normales con excepción del mercurio y el galio, son maleables, dúctiles, duros y resistentes, se expanden con el calor y al enfriarse se contraen. La mayoría de los metales presentan un color gris aunque hay unas excepciones como el rojizo, el amarillo y rosáceo. Un metal es un material en el que solo existe un electrón. Esto le da la capacidad de ser un buen conductor, teniendo la capacidad de reflejar luz, dándole su peculiar brillo. Las propiedades químicas de estos son: Tener valencias positivas en la mayoría de sus compuestos, es decir, tienden a ceder electrones a los átomos con los que se enlazan, tienden a formar óxidos básicos. Por lo contrario los no metales como el nitrógeno tienen valencias negativas y tienden a adquirir electrones y a formar óxidos ácidos. Sus moléculas están formadas por un átomo Sus átomos tienen 1,2 o 3 electrones. Al ionizarse (proceso para producir, iones, átomos con carga eléctrica) adquiere carga positiva. Forman óxidos, sales, hidróxidos.
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Otras propiedades serían: Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión. Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción. Tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
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Propiedades físicas: Los metales poseen ciertas propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este fenómeno se denomina policromismo.
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Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, comprensión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse. Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son dúctiles y maleables, tienen un punto de fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad).
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Tarea 3 Reciclaje de metales A diferencia de algunos metales preciosos como el oro y la plata y el platino, los metales no suelen encontrarse en estado nativo, sino casi siempre en diversas combinaciones con el azufre o el oxígeno Estos compuestos naturales que constituyen lo que se llama minerales son sometidos a tratamientos mecánicos y químicos para extraer el metal. Entre estos tratamientos está la molienda, realizada en dos etapas: quebrantamiento en una machacadora de mandíbulas o de martillos y la trituración en molinos de bolas o barras El aluminio es 100% reciclable sin merma de sus cualidades físicas, y su recuperación por medio del reciclaje se ha convertido en una faceta importante de la industria del aluminio. El proceso de reciclaje del aluminio necesita poca energía. El proceso de refundido requiere sólo un 5% de la energía necesaria para producir el metal primario inicial. En Europa, el aluminio disfruta de tasas de reciclado altas que oscilan entre el 42% de las latas de bebidas y el 85% de la construcción y el 95% del transporte. Al aluminio reciclado se le conoce como aluminio secundario, el aluminio secundario se produce en muchos formatos y se emplea en un 80% para aleaciones de inyección. Además de ser más baratos, los secundarios son tan buenos como el primario, tienen las certificaciones ISO 9000 e ISO 14000. Las mejores técnicas disponibles incluyen: • • • • •
Hornos de alta temperatura muy avanzados. Alimentación libre de aceites y cloro. Cámara de combustión secundaria con enfriamiento brusco Adsorción con carbón activado. Filtros de tela para eliminación de polvos.
RECICLADO DE UNA LATA Karen Verdad Pérez 3 “B”
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Para proceder al reciclaje del aluminio primero hay que realizar una revisión y selección de la chatarra y compactarla adecuadamente, generalmente en cubos lo cual facilita su almacenamiento y transporte.
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PROCESO DE RECICLAJE
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El éxito con el reciclaje de las latas de aluminio se debe, principalmente, al valor agregado de las mismas. En efecto, la energía usada en el reciclaje de este metal corresponde al 5% de la que se necesita para la producción de aluminio a partir de la materia prima mineral (bauxita)5 Las latas son almacenadas en pilas antes de ser seleccionadas y separadas de desperdicios y basura que puedan contener. La selección de las latas consiste en la separación de las latas ferrosas (con componentes de hierro) y no ferrosas (específicamente de aluminio). Una vez han sido limpiadas las latas, son llevadas a la planta de reciclaje, donde se compactan en bloques de aproximadamente 7 kilogramos, que equivalen a 500 latas. Los bloques se perforan e introducen en un horno, de manera que se consigue la refundición del material, debido a la entropía del universo, el reciclaje del aluminio, solo se puede realizar un determinado número de veces sin perder las propiedades inherentes al elemento. Al tener el aluminio ya fundido, se hacen lingotes de los cuales se separan las láminas de aluminio reciclado. A partir de los lingotes o las láminas, los productos a realizar dependen de la demanda de la industria. En algunos suelos del mundo el aluminio tiende a concentrarse en algunos de los horizontes del perfil, otorgándole características muy particulares. De los 11 órdenes de suelos que se reconocen según la clasificación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, dos de ellos presentan una alta concentración de aluminio: los oxisoles, que se desarrollan en latitudes tropicales y subtropicales y los spodosoles, que se hallan en climas fríos y bajo vegetación de coníferas. En algunos suelos del mundo el aluminio tiende a concentrarse en algunos de los horizontes del perfil, otorgándole características muy particulares. De los 11 órdenes de suelos que se reconocen según la clasificación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, dos de ellos presentan una alta concentración de aluminio: los oxisoles, que se desarrollan en latitudes tropicales y subtropicales y los spodosoles, que se hallan en climas fríos y bajo vegetación de coníferas.
Esta chatarra se prensa y se hacen grandes compactos en las zonas de desguace que se envían nuevamente a las acerías, donde se consiguen de nuevo nuevos productos Karen Verdad Pérez 3 “B”
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De esta manera todas las máquinas, estructuras, barcos, automóviles, trenes, etc., se desguazan al final de su vida útil y se separan los diferentes materiales que los componen, originando unos desechos seleccionados que se conocen con el nombre de chatarra.
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Reciclaje del acero
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siderúrgicos, tanto aceros como fundiciones. Se estima que la chatarra reciclada cubre el 40% de las necesidades mundiales de acero (cifra de 2006). El acero se puede obtener a partir de mineral (ciclo integral) en instalaciones que disponen de Altos Hornos o partiendo de chatarras férricas (ciclo electro siderúrgico) en Hornos Eléctricos. Las chatarras seleccionadas contenidas en la cesta de carga se introducen en el horno eléctrico por su parte superior, en unión de agentes reactivos y escorificantes, desplazando la bóveda giratoria del mismo. Se funde la chatarra de una o varias cargas por medio de corriente eléctrica hasta completar la capacidad del horno. Este acero es el que va a constituir una colada. Se analiza el baño fundido y se procede a un primer afino para eliminar impurezas, haciendo un primer ajuste de la composición química por adición de ferro aleaciones que contienen los elementos necesarios.
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EL acero líquido obtenido se vuelca en un recipiente revestido de material refractario, denominado cuchara de colada. Este recipiente hace de cuba de un segundo horno de afino denominado (horno cuchara) en el que se termina de purificar el acero, se ajusta su composición química y se calienta a la temperatura adecuada.
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RECURSOS ENERGETICOS
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Tercer Parcial
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Índice del tercer parcial:
Guía tercer parcial
Combustible: petróleo.
Combustible: gasolina
Combustible: diesel
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Combustible: combustóleo
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Combustible: Petróleo El petróleo es la sustancia que se encuentra bajo la tierra. El petróleo puede ser tan espeso y tan negro como el alquitrán y tan ligero como el agua. El petróleo contiene mucha energía y se puede transformar en distintos tipos de combustible como la gasolina, el Kerosena y el carburante que se usa para producir calor. La mayoría de los productos plásticos también contienen petróleo. Antiguamente no se solía perforar la tierra para obtenerlo sino que recogían el que salía de la tierra y que iba a parar a los estanques. El petróleo flotaba en el agua. Todos los tipos se componen de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y oxigeno; el contenido de azufre varía entre 0.1 y un 5 %. El petróleo contiene elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La consistencia del petróleo varía desde un liquido tan poco viscoso como la gasolina hasta un liquido tan espeso que apenas fluye. Existen 3 grandes categorías de petróleo crudo: Tipo parafinico. Tipo asfaltico Tipo mixto Petróleo parafinico: Está compuesto por moléculas en las que el numero de átomos de hidrogeno es siempre superior en dos unidades al doble del numero de átomos de carbono Petróleo asfaltico: Son los naftenos, que contiene exactamente el doble de átomos de hidrogeno que de carbón. Petróleo mixto:
1. Por el tipo de hidrocarburos. 2. Por el contenido de azufre. 3. Según grados API. Karen Verdad Pérez 3 “B”
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Clasificación del petróleo
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Contiene hidrocarburos de ambos tipos.
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4. Por factor Koop. Propiedades físicas Rango de destilación. Viscosidad. Densidad. Solubilidad. Características de riesgo Punto de inflamación. Punto de autoignacion. Viscosidad: Es una resistencia al flujo. Los hidrocarburos de alta viscosidad fluyen con dificultan mientras que aquellos con baja viscosidad son totalmente móviles. Las del mar y el grado al cual hidrocarburos puede absorber calor del sol son consideraciones importantes. Centistokes: Es un centésimo de un Stokes, que la unidad de viscosidad cinemática y es igual a la viscosidad en equilibrio dividido por la densidad del líquido en gramos. Rango de destilación: Salva productos que tienen por cierto grado de pureza (hexano toleno o xileno), los distintos derivados del petróleo son mezclas de hidrocarburos, por lo que no presentan un poco de ebullición definido, sino un rango de destilación más o menos amplio, de acuerdo a la especificación de cada producto (producto liviano) y por lo tanto una mayor peligrosidad, tanto desde el punto de vista del riesgo de incendio como la generación de vapores toxicos. Otra medida de la volatilidad es la precisión de vapores, siendo el producto mas peligroso cuanto mayor sea esta.
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Solubilidad: Los hidrocarburos son en general insolubles o muy pocos solubles en agua, e infinitamente solibles en la mayoría de los solventes orgánicos.
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Densidad: Los hidrocarburos líquidos son en general menos densos que el agua y aproximándose su densidad a la de esta a medida que el producto es menos volátil (productos pesados). Los vapores provienen de los hidrocarburos líquidos son más pesados que el aire aumentando también su densidad a medida que el producto es menos volátil.
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Sus aplicaciones del petróleo
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Transporte (terrestre, marino y aéreo) Calefacción Plásticos. Fibras textiles artificiales. Pinturas. Detergentes. Explosivos. Fertilizantes. Asfaltos, etc.
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Combustible: Gasolina. Las gasolinas son los primeros combustibles líquidos que se obtienen del fraccionamiento del petróleo. Tienen componentes hidrocarbonados de C 4 a C 10 y una temperatura de destilación de entre 30 y 200ºC. Los principales componentes que presenta son un amplico grupo de compuestos hidrocarbonados, cuyas cadenas contienen hasta 10 átomos de carbono. Dentro de una fracción gasolina, los 5 tipos de componentes que pueden estar presentes son: Parafinas normales o ramificadas Ciclopentano Ciclohexano Benceno y sus derivados Dentro de una clase de gasolinas, la cantidad relativa de los compuestos individuales son de la misma magnitud. La relación entre el contenido en parafinas normales y ramificadas suele tener un valor constante
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Existen 3 clases de gasolinas Gasolinas naturales: Es aquella que se produce por separación del gas natural o gas de cabeza de pozo. La composición de esta gasolina varía con respecto al gas natural que lo acompaña. El contenido en hidrocarburos es más bajo que la gasolina de destilación Gasolinas de destilación directa: Fracción que se obtiene al destilar el crudo de petróleo a presión atmosférica. No contiene hidrocarbonados no saturados de moléculas complejas aromático-nafténicas, puesto que presentan puntos de ebullición más altos que el límite superior del intervalo de ebullición de la gasolina Gasolina de cracking o refinado: Esta sale a partir de una fracción de corte alto que se somete a otro proceso (cracking), el que se rompen las moléculas más grandes en otras más pequeñas, obteniendo así moléculas que entran dentro de la fracción gasolina. La composición ya no va a ser tan homogénea con en las dos anteriores, y va a depender de la composición incial y del proceso utilizado Según su utilización Según su utilización las gasolinas se dividen en gasolinas de automoción y gasolinas de aviación
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Clasificación:
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Propiedades de la gasolina: La gasolina tiene cuatro propiedades principales: Octanaje El octanaje se la define como la principal propiedad de la gasolina ya que está altamente relacionada al rendimiento del motor del vehículo. El octanaje se refiere a la medida de la resistencia de la gasolina a ser comprimida en el motor. Esta se mide como el golpeteo o detonación que produce la gasolina comparada con los patrones de referencia conocidos de iso-octano y N-heptano, cuyos números de octano son 100 y cero respectivamente. Con respecto a la combustión, esta, en condiciones normales se realiza de manera rápida y silenciosa, pero cuando el octanaje es inadecuado para el funcionamiento del motor, la combustión se produce de manera violenta causando una explosión o detonación que por su intensidad puede causar daños serios al motor del vehículo. Curva de destilación Esta propiedad se relaciona con la composición de la gasolina, su volatilidad y su presión de vapor. Indica la temperatura a la cual se evapora un porcentaje determinado de gasolina, tomando una muestra de referencia Volatilidad La volatilidad es una propiedad la cual se mida al igual que la presión de vapor. Esta registra de manera indirecta el contenido de los componentes volátiles que brinden la seguridad del producto durante su transporte y almacenamiento. Esta propiedad debe a su vez estar en relación con las características del ambiente de altura, temperatura y humedad, para el diseño del almacenamiento del producto.
Propiedades principales Numero de octanos: Karen Verdad Pérez 3 “B”
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Esta propiedad se encuentra altamente relacionada con la cantidad poseída de azufre (S) presente en el producto. Dentro de la cantidad, se encuentran determinados promedios y estadísticas en la cual en producto no puede sobrepasar o resaltar, ya que si esto sucede la gasolina puede tener efectos corrosivos sobre las partes metálicas del motor y sobre los tubos de escape. A su vez, al salir del caño de escape, esta produce un alto grado de contaminación en el ambiente, produciendo a su vez las conocidas lluvias acidas.
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Contenido de azufre
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En este producto, el nº de octanos varía entre los 100 y los 130 según los requerimientos del motor a pistón a utilizar en el avión. Este octanaje se obtiene gracias a aditivos los cuales están a base de plomo siendo éstas las únicas gasolinas que contienen este aditivo antidetonante. Dentro de lo que es la medición, esta es llevada a cabo por medio de una metodología totalmente diferente a las gasolinas para motor de vehículos. Presión de vapor real: Es una medida de la tendencia de los componentes más volátiles a evaporarse. El valor máximo consta de 80 Kpa y evita la formación de bolsas de vapor en el sistema que transporta el combustible impidiendo su flujo normal. Gomas actuales: Esta función se encuentra relacionada en la medida de la estabilidad de un combustible. Esta corresponde a una oxidación acelerada que produce la formación de barnices y polímeros, formando depósitos en el sistema de combustión. Para eso en el producto los valores tomados son relativamente bajos con respecto al requerimiento especificado.
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Densidad Esta propiedad es utilizada para los cálculos de peso del combustible. Es especialmente importante en los aviones de transporte de carga para determinar la limitación de su carga. Volatilidad. Esta se obtiene por el balance de los compuestos livianos y pesados, así como por su rango de destilación. Esta medida se diferencia considerablemente de la establecida para las gasolinas de motor para vehículos.
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Combustible: Diesel El combustible diesel, también se manufactura, en muchas cosas a partir de mezclas de gasóleos con querasinas y aceite cíclico ligero, el cual es producto del proceso de desintegración catalítica fluida. En un tiempo, la manufactura de diesel involucro utilizar lo que quedaba después de remover productos valiosos del petróleo. Propiedades del diesel:
Índice de cetano Así como el octano mide la calidad de ignición de la gasolina, el índice de cetano mide la calidad de ignición de diesel. Es una medida de la tendencia del diesel a cascabelear en el motor. La escala se basa en las características de ignición de dos hidrocarburos. CH 3 .(CH 2 ) 14 .CH 3 Cetano (n-hexadecano)
El n- hexadodecano tiene un periodo corto de retardo durante la ignición y se le asigna un cetano de 100; el heptametilnonano tiene un periodo largo de retardo y se le ha asigna un cetano de 15. El azufre del diesel contribuye significativamente a las emisiones de partículas (PMOS) La reducción del límite de azufre en el diesel a 0.05 por ciento es una tendencia mundial. La correlación del contenido de azufre en el diesel con las emisiones de partículas y el SO 2 está claramente establecida.
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Densidad y Viscosidad: La inyección de diesel en el motor, está controlada por volumen o por tiempo de la válvula de soleniode. Las variaciones en la densidad y viscosidad del combustible resultan en variaciones en la potencia del motor y consecuentemente, en las emisiones y el consumo
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Combustible: Combustóleo Es una fracción del petróleo que se obtiene como residuos en la destilación fraccionada. En este sentido, se lo obtiene entre un 30 y un 50 % de esta sustancia. Es el combustible más pesado de los que se puede destilar a presión atmosférica. Está compuesto por moléculas con más de 20 átomos de carbono, y su calor es negro. Combustóleo: Combustible utilizado en procesos industriales en quemadores, calentadores, calderas, generadores de energía eléctrica y embarcaciones mayores. Descripción: El combustóleo también conocido como fuel oil No.6, es un combustible elaborado a partir de productos residuales que se obtiene de los procesos de refinación del petróleo crudo.
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Usos: Está diseñado para usarse especialmente como combustible en hornos, secadores y calderas. También puede utilizarse para calentadores (unidades de calefacción) y en plantas de generación de energía eléctrica
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Cuarto Parcial
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