PRODUCCIÓN DE METALES FERROSOS producción del hierro y el acero El diagrama general de la fusión primaria del hierro integra a la mayoría de las actividades que se desarrollan en el proceso productivo. No se debe olvidar que los diagramas de flujo son una de las herramientas más utilizadas por los ingenieros industriales y que de manera automática los deben utilizar o elaborar.
El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 ac. Los principales minerales de los que se extrae el hierro son: Hematita (mena roja)
70% de hierro
Magnetita (mena negra)
72.4% de hierro
Siderita (mena café pobre)
48.3% de hierro
Limonita (mena café)
60-65% de hierro
La mena café es la mejor para la producción de hierro, existen grandes yacimientos de este mineral en Estados Unidos y en Suecia. En todo el mundo se pueden encontrar grandes cantidades de pirita, pero no es utilizable por su gran contenido de azufre. 1 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales: Mineral de hierro Coque Piedra caliza Aire Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y preparados antes de que se introduzcan al sistema en el que se producirá el arrabio. El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbón no está controlado y la cantidad de azufre rebasa los mínimos permitidos en los hierros comerciales. Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden. A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales. El alto horno En general los altos hornos tienen un diámetro mayor a 8 m y llegan a tener una altura superior de los 60 m. Están revestidos de refractario de alta calidad. Los altos hornos pueden producir entre 800 y 1600 toneladas de arrabio cada 24 h. La caliza, el coque y el mineral de hierro se introducen por la parte superior del horno por medio de vagones que son volteados en una tolva. Para producir 1000 toneladas de arrabio, se necesitan 2000 toneladas de mineral de hierro, 800 toneladas de coque, 500 toneladas de piedra caliza y 4000 toneladas de aire caliente. Con la inyección de aire caliente a 550° C, se reduce el consumo de coque en un 70%. Los sangrados del horno se hacen cada 5 o 6 horas, y por cada tonelada de hierro se produce 1/2 de escoria. Alto horno
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Reducción Directa Del Mineral De Hierro Para la producción del hierro también se puede utilizar el método de reducción directa, el que emplea agentes reactivos reductores como gas natural, coque, aceite combustible, monóxido de carbono, hidrógeno o grafito. El procedimiento consiste en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores, con lo que algunos elementos no convenientes para la fusión del hierro son eliminados. El producto del sistema de reducción directa es el hierro esponja que consiste en unos pelets de mineral de hierro los que pueden ser utilizados directamente para la producción de hierro con características controladas. 3 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Diagrama de producción de hierro esponja
En el método de reducción directa para procesar 1000 toneladas de mineral de hierro, se requieren 491,000 metros cúbicos de metano y con ello se obtienen 630 toneladas de hierro esponja. Diferentes Procesos De Producción De Hierro Y Acero 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. A continuación se presentan los principales procesos de fabricación de los hierros y aceros comerciales.
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Proceso De Pudelado El hierro dulce es un metal que contienen menos del 0.01% de carbono y no más de 0.003% de escoria. Para su obtención se requiere del proceso conocido como pudelado, el que consiste en fundir arrabio y chatarra en un horno de reverbero de 230 kg, este horno es calentado con carbón, aceite o gas. Se eleva la temperatura lo suficiente para eliminar por oxidación el carbón, el silicio, y el azufre. Para eliminar todos los elementos diferentes al hierro, el horno de pudelado debe estar recubierto con refractario de la línea básica (ladrillos refractarios con magnesita y aluminio). El material se retira del horno en grandes bolas en estado pastoso y el material producido se utiliza para la fabricación de aleaciones especiales de metales. Existen otros procedimientos modernos como el llamado proceso Aston, en donde en lugar del horno de reverbero se usa un convertidor Bessemer con lo que se obtienen mayor cantidad de material. Hornos Bessemer Es un horno en forma de pera que está forrado con refractario de línea ácida o básica. El convertidor se carga con chatarra fría y se le vacía arrabio derretido, posteriormente se le inyecta aire a alta presión con lo que se eleva la temperatura por arriba del punto de fusión del hierro, haciendo que este hierva. Con lo anterior las impurezas son eliminadas y se obtiene acero de alta calidad. Este horno ha sido substituido por el BOF, el que a continuación se describe. Horno Básico De Oxígeno (BOF) Es un horno muy parecido al Bessemer con la gran diferencia que a este horno en lugar de inyectar aire a presión se le inyecta oxígeno a presión, con lo que se eleva mucho más la temperatura que en el Bessemer y en un tiempo muy reducido. El nombre del horno se debe a que tiene un recubrimiento de refractario de la línea básica y a la inyección del oxígeno. La carga del horno está constituida por 75% de arrabio procedente del alto horno y el resto es chatarra y cal. La temperatura de operación del horno es superior a los 1650° C y es considerado como el sistema más eficiente para la producción de acero de alta calidad. Este horno fue inventado por Sir Henrry Bessemer a mediados de 1800, sólo que como en esa época la producción del oxígeno era cara se inició con la inyección de aire, con lo que surgió el convertidor Bessemer, el que ya fue descrito. 5 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Horno básico de oxígeno
Horno De Hogar Abierto Es uno de los hornos más populares en los procesos de producción del acero. Un horno de este tipo puede contener entre 10 y 540 toneladas de metal en su interior. Tiene un fondo poco profundo y la flama da directamente sobre la carga, por lo que es considerado como un horno de reverbero. Su combustible puede ser gas, brea o petróleo, por lo regular estos hornos tienen chimeneas laterales las que además de expulsar los gases sirven para calentar al aire y al combustible, por lo que se consideran como hornos regenerativos. Los recubrimientos de los hornos de hogar abierto por lo regular son de línea básica sin embargo existen también los de línea ácida ((ladrillos con sílice y paredes de arcilla). Las ventajas de una línea básica de refractario, sobre una ácida son que con la primera se pueden controlar o eliminar el fósforo, el azufre, el silicio, el magnesio y el carbono y con la línea ácida 6 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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sólo se puede controlar al carbono. El costo de la línea básica es mayor que el de la ácida.
Los hornos de hogar abierto son cargados con arrabio en su totalidad o con la combinación de arrabio y chatarra de acero. El arrabio puede estar fundido o en estado sólido. La primera carga del horno tarda 10 h en ser fundida y estar lista para la colada, pero si se agrega oxígeno se logra tener resultados en menos de 7 h, además de que se ahorra el 25% de combustible. Horno De Arco Eléctrico Por lo regular son hornos que sólo se cargan con chatarra de acero de alta calidad. Son utilizados para la fusión de aceros para herramientas, de alta calidad, de resistencia a la temperatura o inoxidables. Considerando que estos hornos son para la producción de aceros de alta calidad siempre están recubiertos con ladrillos de la línea básica. Existen hornos de arco eléctrico que pueden contener hasta 270 toneladas de material fundido. Para fundir 115 toneladas se requieren aproximadamente tres horas y 50,000 kwh de potencia. También en estos hornos se inyecta oxígeno puro por medio de una lanza. Los hornos de arco eléctrico funcionan con tres electrodos de grafito los que pueden llegar a tener 760 mm de diámetro y longitud de hasta 12 m. La mayoría de los hornos operan a 40 v y la corriente eléctrica es de 12,000 A. Estos equipos tienen un crisol o cuerpo de placa de acero forrado con refractario y su bóveda es de refractario también sostenida por un cincho 7 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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de acero, por lo regular enfriado con agua. Para la carga del horno los electrodos y la bóveda se mueven dejando descubierto al crisol, en el que se deposita la carga por medio de una grúa viajera. Estos equipos son los más utilizados en industrias de tamaño mediano y pequeño, en donde la producción del acero es para un fin determinado, como varilla corrugada, aleaciones especiales, etc. Horno de arco eléctrico
Horno De Refinación Estos hornos pueden ser de varios tipos, en realidad puede ser cualquier horno al que por medio de aire u oxígeno se obtenga hierro con carbón controlado, sin embargo se pueden mencionar dos de los hornos más conocidos para este fin. Horno De Inducción 8 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Utilizan una corriente inducida que circula por una bobina que rodea a un crisol en el cual se funde la carga. La corriente es de alta frecuencia y la bobina es enfriada por agua, la corriente es de aproximadamente 1000 Hz, la cual es suministrada por un sistema de motogenerador. Estos hornos se cargan con piezas sólidas de metal, chatarra de alta calidad o virutas metálicas. El tiempo de fusión toma entre 50 y 90 min, fundiendo cargas de hasta 3,6 toneladas. Los productos son aceros de alta calidad o con aleaciones especiales. Horno De Aire O Crisol Es el proceso más antiguo que existe en la fundición, también se le conoce como horno de aire. Este equipo se integra por un crisol de arcilla y grafito, los que son extremadamente frágiles, los crisoles se colocan dentro de un confinamiento que puede contener algún combustible sólido como carbón o los productos de la combustión. Los crisoles son muy poco utilizados en la actualidad excepto para la fusión de metales no ferrosos, su capacidad fluctúa entre los 50 y 100 kg. Hornos de crisol para metales no ferrosos
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Horno De Cubilote Son equipos muy económicos y de poco mantenimiento, se utilizan para hacer fundición de hierros colados. Consisten en un tubo de más de 4 metros de longitud y pueden tener desde 0,8 a 1,4 m de diámetro, se cargan por la parte superior con camas de chatarra de hierro, coque y piedra caliza. Para la combustión del coque se inyecta aire con unos ventiladores de alta presión, este accede al interior por unas toberas ubicadas en la parte inferior del horno. También estos hornos se pueden cargar con pelets de mineral de hierro o pedacería de arrabio sólido. Por cada kilogramo de coque que se consume en el horno, se procesan de 8 a 10 kilogramos de hierro y por cada tonelada de hierro fundido se requieren 40 kg de piedra caliza y 5,78 metros cúbicos de aire a 100 kPa a 15,5° C. Los hornos de cubilote pueden producir colados de hasta 20 toneladas cada tres horas. Este tipo de equipo es muy parecido al alto horno, sólo sus dimensiones disminuyen notablemente. El mayor problema de estos hornos es que sus equipos para el control de emisiones contaminantes es más costoso que el propio horno, por ello no se controlan sus emisiones de polvo y por lo tanto no se autoriza su operación. CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS Con el fin de estandarizar la composición de los diferentes tipos de aceros que hay en el mercado la Society of Automotive Engineers (SAE) y el 10 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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American Iron and Steel Institute (AISI) han establecido métodos para identificar los diferentes tipos de acero que se fabrican. Ambos sistemas son similares para la clasificación. En ambos sistemas se utilizan cuatro o cinco dígitos para designar al tipo de acero. En el sistema AISI también se indica el proceso de producción con una letra antes del número. Primer dígito. Es un número con el que se indica el elemento predominante de aleación. 1 = carbón, 2 = níquel, 3 = níquel cromo, 4 = molibdeno, 5 = cromo, 6 = cromo vanadio, 8 = triple aleación, 9 silicio magnesio. El segundo dígito. Es un número que indica el porcentaje aproximado en peso del elemento de aleación, señalado en el primer dígito. Por ejemplo un acero 2540, indica que tiene aleación de níquel y que esta es del 5%. Los dígitos 3 y 4. Indican el contenido promedio de carbono en centésimas, así en el ejemplo anterior se tendría que un acero 2540 es un acero con 5% de níquel y .4% de carbón. Cuando en las clasificaciones se tiene una letra al principio esta indica el proceso que se utilizó para elaborar el acero, siendo los prefijo los siguientes: A = Acero básico de hogar abierto B = Acero ácido de Bessemer al carbono C= Acero básico de convertidos de oxígeno D = Acero ácido al carbono de hogar abierto E = Acero de horno eléctrico A10XXX A= Proceso de fabricación 10 = Tipo de acero X = % de la aleación del tipo de acero X X= % de contenido de carbono en centésimas. Lingotes Y Colada Continua Para fabricar los diferentes objetos útiles en la industria metálica, es necesario que el hierro se presente en barras, láminas, alambres, placas, tubos o perfiles estructurales, los que se obtienen de los procesos de rolado. El proceso de 11
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rolado consiste en pasar a un material por unos rodillos con una forma determinada, para que al aplicar presión el material metálico adquiera la forma que se necesita. El material metálico que se alimenta a los rodillos debe tener una forma determinada, esta forma se obtiene al colar en moldes el metal fundido que será procesado, a estos productos se les llama lingotes o lupias y pueden ser secciones rectangulares, cuadradas o redondas. Los lingotes (cilindros con un extremo menor que el otro) o lupias (lingotes de gran tamaño con secciones rectangulares) pueden tener desde 25 kg hasta varias toneladas, todo dependerá de para qué se van a utilizar y para con qué tipo de rodillos se van a procesar. COLADA CONTINUA Cuando se requiere un material de sección constante y en grandes cantidades se puede utilizar el método de la colada continua, el cuan consiste en colocar un molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una válvula puede ir dosificando material fundido al molde. Por gravedad el material fundido pasa por el molde, el que está enfriado por un sistema de agua, al pasar el material fundido por le molde frío se convierte en pastoso y adquiere la forma del molde. Posteriormente el material es conformado con una serie de rodillos que al mismo tiempo lo arrastran hacia la parte exterior del sistema. Una vez conformado el material con la forma necesaria y con la longitud adecuada el material se corta y almacena. Por este medio se pueden fabricar perfiles, varillas y barras de diferentes secciones y láminas o placas de varios calibres y longitudes. La colada continua es un proceso muy eficaz y efectivo para la fabricación de varios tipos de materiales de uso comercial. Colada continua
Ilustración de colada continua del libro Operación de Máquinas Herramientas de Krar. INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Algunos Elementos Químicos En La Fundición Del Hierro Existen muchos elementos químicos que dan las características de ingeniería a las aleaciones ferrosas, sin embargo hay algunos que se destacan por sus efectos muy definidos, a continuación se presentan algunos de estos elementos. Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro, sin embargo se puede decir que es el elemento que da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes formas en las que se presenta, se pueden definir varias propiedades de las aleaciones y su grado de maquinabilidad. Con base a la cantidad de carbono en el hierro las aleaciones se pueden definir o clasificar como se observó en los temas anteriores. Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un ablandador del hierro y es el elemento predominante en la determinación de las cantidades de carbono en las aleaciones de hierro. El silicio arriba de 3.25% actúa como endurecedor. Las fundiciones con bajo contenido de silicio responden mejor a los tratamientos térmicos. Manganeso. Es un elemento que cuando se agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para eliminar al azufre del hierro. Como la mezcla producto del azufre y el manganeso tiene baja densidad flota y se elimina en forma de escoria. También aumenta la fluidez, resistencia y dureza del hierro. Azufre. No sirve de nada en el hierro, debe ser eliminado y controlado. Fósforo. Es un elemento que aumenta la fluidez del metal fundido y reduce la temperatura de fusión. PRODUCCIÓN DE METALES NO FERROSOS De todos los metales utilizados para la industria el 20% son no ferrosos, estos en diferentes aleaciones cubren los requerimientos de ingeniería y las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos útiles para la industria y la sociedad. Las características fundamentales de la aleaciones no ferrosas son la resistencia a la tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad. La selección de una aleación determinada dependerá de los resultados de diferentes pruebas mecánicas, el volumen de producción, el costo de producción y las propiedades estéticas del producto.
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A continuación se muestran algunas de las propiedades de los metales. En la tabla se aprecian algunas de las principales diferencias entre metales ferrosos y los que no lo son.
Metal Aluminio Latón Bronce Cobre Hierro Fundición gris Acero Plomo Magnesio Níquel Zinc Estaño Titanio
Resistencia a la tensión 83-310 120-180 130-200 345-689 276-345
Temperatura Dureza de fusión Brinell °C mPa 660 30-100 870 40-80 1040 70-130 1080 50-100 1360 100-145
Densidad en kg/m3 2,643 8,570 8,314 8,906 7,689
110-207
1370
100-150
7,209
276-2070 18-23 83-345 414-1103 48-90 19-25 552-1034
1425 325 650 1450 785 390 1800
110-500 3.2-4.5 30-60 90-250 80-100 5-12 158-266
7,769 11,309 1,746 8,730 7,144 7,208 4,517
La mayoría de los metales no ferrosos son más resistentes a la corrosión o a la humedad, pueden utilizarse en exteriores sin pinturas o recubrimientos. Sin embargo se debe tener especial cuidado con el manejo de los metales no ferrosos ya que cada uno responde de manera particular a los efectos de la naturaleza; por ejemplo el magnesio resiste muy bien la atmósfera ordinaria, pero se corroe rápidamente con el agua de mar. Para la producción de los metales no ferrosos se establecen como base los siguientes procesos. Extracción Refinado o concentrado Fusión Afinado 14 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Cada uno de estos procesos se da de diferentes maneras en la producción de los metales no ferrosos, incluso en la producción algunos no se dan todos. Extracción. Los metales no ferrosos provienen de minerales que se pueden encontrar en la superficie de la tierra o bien en yacimientos bajo la superficie. En ambos casos se deben seguir técnicas de explotación eficientes y rentables. Refinado o concentrado, también conocido como preparación. Los minerales de los que se obtienen los metales no ferrosos nunca se encuentra en estado puro y en cantidades comerciales, por lo que se deben separar y preparar. Entre los procesos de preparación más utilizados está el pulverizar al mineral y luego mezclarlo con agua y un aceite, para que al aplicar una acción violenta se forme espuma en la que los elementos metálicos quedan suspendidos. Posteriormente se retira la espuma y con ella los minerales necesarios para la producción de los metales no ferrosos. Fusión. Los hornos más utilizados para la fusión de los minerales de metales no ferrosos son los altos hornos (de menor tamaño que los de arrabio) y los hornos de reverbero (aquellos en los que la flama ilumina a la carga). Aunque no todos los metales no ferrosos necesitan ser fundidos primero para ser procesados. En los hornos para la producción de los metales no ferrosos siempre existen equipos para el control de las emisiones de polvo. Más que una medida de control de la contaminación ambiental es una necesidad, ya que los polvos son valiosos porque tienen el mineral que se está procesando o porque de esos polvos se pueden obtener otros materiales con un valor representativo o rentable. Afinado. Para lograr las características de calidad y pureza necesarias en los metales no ferrosos se pueden utilizar diferentes procesos como las tinas electrolíticas con las que el mineral adquiere niveles de calidad muy altos. Producción Del Aluminio El mineral del cual se puede obtener aluminio comercial se llama BAUXITA, la cual regularmente puede ser encontrada en minas de depósito abierto, para lograr uniformidad en el material se tritura y con agua a presión se lava para eliminar otros materiales y sustancias orgánicas. Posteriormente el material se refina para obtener a la alúmina, 15
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lo que ya es un material comercial de aluminio con el que se pueden obtener lingotes por medio del proceso de fundición.
También existe el proceso de producción de aluminio llamado BAYER, el cual consiste en: 1. La bauxita después de haber sido pulverizada y obtenida de los procesos de espumado se carga a un digestor el que contienen una solución de sosa cáustica bajo presión y a alta temperatura. 2. Producto del digestor se forma aluminato de sodio que es soluble en el licor generado. 3. Los sólidos insolubles como hierro, silicio, titanio y otras impurezas son filtrados y el licor con la alúmina se bombea a depósitos llamados precipitadores. 4. En los precipitadores se agregan uno cristales finos de hidróxido de aluminio, estos cristales se hacen circular por entre el licor concentrado para que sirvan de simientes, van creciendo en dimensiones a medida que el hidróxido de aluminio se separa del licor. 5. El hidróxido de aluminio que se adhirió a los cristales se calcina en hornos que operan por arriba de los 900ºC. Esto convierte a la alúmina en un producto de alta calidad para la fusión y obtención de aluminio de buena calidad. 6. La alúmina producto de los hornos de calcinado es procesada en tinas electrolíticas llamadas celdas reductoras. Estas tinas funcionan con un baño de ciolita (fluoruro de aluminio sódico), el ánodo es un electrodo de carbón y el cátodo es la misma tina. En estas tinas se obtiene el aluminio metálico. 7. El aluminio obtenido de las celdas reductoras es moldeado y procesado en hornos de concentración para la obtención de aluminio de alta calidad. 16 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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Para la producción de cada kilogramo de aluminio se requiere 2 kg de alúmina, los que son producto de 4 kg de bauxita y 8 kwh de electricidad. Producción del Magnesio
El magnesio comercial se obtiene del agua de mar y conchas. Las conchas son pasadas por un horno rotatorio a 1320ºC, para producir cal. La cal es mezclada con agua de mar, la que tiene 1300 ppm de magnesio, lo que genera una reacción que produce hidrato de magnesio, el que se deposita en el fondo de un tanque de sedimentación. El hidrato de magnesio se extrae del tanque como una pasta a la que se le agrega ácido clorhídrico, con lo que se logra obtener cloruro de magnesio. La mezcla es filtrada consecutivamente para aumentar su concentración. Se realiza un secado especial hasta que el cloruro de magnesio logra obtener una concentración superior al 68%. El cloruro de magnesio en forma granular se transfiere a una celda electrolítica en la el ánodo es de grafito y el cátodo es la propia tina. En la celda se hace circular corriente eléctrica a 60,000A con lo que se logra la descomposición del cloro y el magnesio. El cloro con agua se convierte en ácido clorhídrico, el cual sirve para convertir al hidrato de magnesio en cloruro de magnesio en el inicio del proceso. 17 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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El magnesio que flota en la tina electrolítica es recogido y moldeado en lingotes de 8kg, los que posteriormente son fundidos y utilizados para las aleaciones de magnesio. Producción Del Cobre
El cobre se obtiene fundamentalmente de un mineral llamado CALCOPIRITA el que contiene grandes cantidades de cobre, azufre y hierro. La calcopirita es mezclada con cal y materiales silicos, los que son pulverizados por medio de molinos de quijadas y transferidos a una tinas estratificadoras. En las tinas estratificadoras el mineral es extraído al flotar con la espuma producto de la agitación. La espuma se forma al mezclar agua con aceite y agitarlos enérgicamente. El mineral extraído se pasa por un horno de tostado para eliminar el azufre. Los polvos de los gases producto del horno de tostado son capturados y procesados para obtener plata, antimonio y sulfuros. Los concentrados del horno de tostado son derretidos en un horno de reverbero, en este horno se elimina el hierro en forma de escoria. El material derretido del horno de reverbero, que se conoce como ganga, es introducido a un horno parecido al convertidos Bessemer, del cual sus gases son utilizados para obtener ácido sulfúrico y el producto de su 18 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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vaciado es cobre conocido como cobre Blister, el que tiene 98% de pureza y que puede ser refinado todavía más por métodos electrolíticos. Producción Del Plomo
El concentrado de plomo o GALENA contiene 65 a 68 % de plomo. La galena es pasada por un horno de tostado para eliminar en lo posible la gran cantidad de azufre que contiene este material. Los gases del horno son procesados para obtener ácido sulfúrico y el material desufurizado pasa a un mezclador. El concentrado producto del horno de tostado es mezclado con caliza, arena, escoria y mena de hierro, la que es pasada a un horno de sinterizado. El material aglomerado por el horno de sinterizado se pasa a un alto horno del cual se obtiene cadmio al procesar sus gases y su producto es transferido a un tanque espumador. En el tanque la espuma es recogida y enviada a una marmita a la que se le agrega azufre y con ello se obtiene cobre. El sedimento del tanque espumador pasa a un horno de oxidación, también conocido como horno ablandador. La escoria de este horno contiene antimonio y arsénico. El plomo deretido se pasa a una marmita de vacío. En la marmita de vacío se agrega zinc con el que el oro y la plata se 19 INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO
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disuelven, las aleaciones de oro y plata en la marmita flotan y se desnatan para ser pasadas a un horno de retorta del cual se recupera el zinc por medio de un condensador y el oro y la plata por medio de un baño electrolítico. El plomo derretido pasa a la cámara de vacío luego derramado en una marmita a la que se agrega sosa cáustica de la cual se obtiene el plomo de gran calidad. Algunas Aleaciones Una aleación es la combinación química de dos o más elementos en los que al menos uno es un metal. Las aleaciones permiten mejorar las propiedades químicas y mecánicas de los materiales que se combinan. Existen gran variedad de aleaciones debidamente normalizadas, sin embargo unas de las más conocidas y utilizadas son las del cobre. A continuación se presentan algunas de las aleaciones de cobre más conocidas con sus componentes. Nombre Latón rojo Latón amarillo Latón rojo con plomo Latón amarillo con plomo Bronce con estaño
Cu 90 70 85 72 88
Bronce para campanas Bronce para cojinetes
80 83
Bronce con silicio
95
Bronce al manganeso Bronce al aluminio
62 78
Plata níquel
65
Sn Zn Pb Ni Si Mn Al Fe Uso 10 Trabajos duros 30 Cartuchos 5 5 5 Maquinaria 1 24 3 Bombas 8 4 Cojinetes de embarcaciones 20 Campanas 7 3 7 Cojinetes de máquinas 4 1 Maquinaria de fundición 1.5 31 1 4 1.5 1.5 1.5 Alta resistencia 5 3 10 4 Resistencia a la corrosión 4 6 5 20 Lavanderías y lecherías
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