Resumen
La metalurgia está
compuesta de varias áreas y en todas estas se ocupa algún tipo de modelo, en la
extractiva se usan modelos para poder extraer de mejor forma, obtener más del
mineral deseado, etc. y en la de transformación
se utilizan una variedad de modelos para formar todo tipo de objetos
deseados, purificar minerales, aprovechar más estos, etc.
Es usual dividir la
Metalurgia en Metalurgia Extractiva o Química Metalurgia Transformativa o
Física. La primera es profundizada en este informe.
Introducción
La Metalurgia comprende el estudio de los metales y aleaciones desde su
obtención a sus aplicaciones debidas a sus propiedades (físicas, químicas y
mecánicas), pasando por tratamientos térmicos, mecánicos y químicos, y por los
métodos de conformación y ensayos.
Para una mayor optimización de este proceso
industrial, la ingeniería metalúrgica se ha encargado de desarrollar diversos
modelos. Para todo, los ingenieros ocupan modelos y de hecho no solo los
ingenieros, sino todo el mundo, un modelos es una forma, un proceso que se
realiza para lograr cierto propósito que requiere una forma de organización,
sean complejos o no, pueden ir de una fórmula matemática a algo mental,
mientras sea para lograr algo este proceso se denominara modelo.
Modelo:
Metalurgia Extractiva
La metalurgia extractiva corresponde al conjunto de procesos que se llevan
a cabo para separar selectivamente las especies de interés de aquellas sin
valor. En términos generales se puede subdividir en cuatro grandes áreas:
procesamiento de minerales, procesos hidrometalúrgicos, procesos
electrometalúrgicos y procesos piro metalúrgicos.
El primer paso en cualquier proceso minero consiste en hacer la exploración
geológica del terreno, a fin de determinar cuál es la concentración del mineral
que se quiere explotar. Una vez que esta etapa se concluye, comienza la
extracción del mineral, que por lo general es subterránea. Una vez extraído el
mineral, se procede a una etapa de chancado y molienda para obtener pequeñas
fracciones del material. Es decir, se muele hasta un determinado tamaño de
partícula a fin de hacer eficiente la extracción del metal para explotar.
Estas etapas son comunes para cualquier proceso en la industria minera.
La
pirometalurgia consiste en
la reducción total del metal, a altas temperaturas.
La reducción del hierro ocurre en un horno, un reactor químico que reduce
el metal a altas temperaturas. El horno se carga por la parte superior con una
mezcla de material de hierro, carbón de coque y piedra caliza. El carbón de
coque cumple funciones de combustible y además aporta los gases reductores CO y
H2.
Debemos considerar que el material que contiene hierro contiene además
otros compuestos como silicatos (CaO), que forman parte del mineral que no se
utiliza, llamado escoria. Por último, el aire cumple un papel fundamental al
reaccionar como comburente del proceso.
La
hidrometalurgia es el proceso
en cual se obtiene el mineral puro de interés con base en reacciones químicas
en solución acuosa. Este proceso se realiza para minerales que son solubles,
que en general corresponden a minerales oxidados.
El proceso hidrometalúrgico más importante es la lixiviación, en la cual el
mineral que contiene el metal que se desea extraer se disuelve de un modo
selectivo. Si el compuesto es soluble en agua, entonces el agua resulta ser un
buen agente para la lixiviación, pero, en general, para la lixiviación se
utiliza una solución acuosa de un ácido, una base o una sal. Para la extracción
de cobre oxidado se utiliza ácido sulfúrico, que diluye todos los metales que
contiene el mineral, incluyendo el cobre.
Electrorrefinación
del cobre
El cobre se purifica por electrólisis, proceso que consiste en lo
siguiente:
Grandes planchas de cobre sirven de ánodos (polo positivo) de la celda,
mientras los cátodos (polo negativo) son láminas delgadas de cobre. Ambos
electrodos se encuentran en una solución acuosa que contiene sulfato de cobre.
Al aplicar una diferencia de potencial apropiada, causa la oxidación del cobre
metálico a Cu+2 en el ánodo y la reducción del Cu+2 a Cu+ metálico en el
cátodo. El proceso ocurre gracias a que es más fácil que ocurra la reducción
del Cu+2 que la del agua.
Conclusión
Los modelos son usados en todos los
ámbitos de la ingeniería. En metalurgia, podemos encontrar que se ocupan modelos
en todos sus procesos: en la extracción, identificación, procesamiento y uso de
todos los metales obtenidos. Con el paso del tiempo, la humanidad ha
diversificado las formas en que realiza los procesos metalúrgicos, llevando a
estos a aplicar, actualmente, técnicas sumamente especializadas, con un
trasfondo de diversas ciencias aplicadas cada vez más grande. Las diferencias
entre los grupos de sub – disciplinas de la metalurgia extractiva
(pirometalurgia, hidrometalurgia y electrometalurgia)
está lejos de ser clara, y muchos procesos metalúrgicos comercialmente importantes implican
un considerable solapamiento.
Bibliografía
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Disponible en: http://es.scribd.com/doc/60404517/Tratamiento-Metalurgico-de-Minerales
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