Procesos de obtención de metales

ETAPAS EN LA PRODUCCIÓN: Extracción de la mena Pretratamiento de menas Reducción a metales libres Afino o purificación

Extracción de la mena

Mineral:

compuesto que contiene el elemento.

Ganga:

desperdicios como arena, roca y arcilla.

Pretratamiento de menas

a) FLOTACIÓNAplicable a sustancias que repelen el agua.

b) TOSTACIÓNConversión de un compuesto metálico en óxido.

c) SEPARACIÓN MAGNÉTICA

FLOTACION

Reducción a metales libres

El método usado depende la fuerza de unión entre lo iones metálicos y los aniones.

Metales menos activos:

-Existen en estado libre y no requieren reducción.

Metales más activos:

-El óxido metálico se reduce a metal libre.

-Se usa como agente reductor el carbono, por su bajo coste y su fácil manejo.

Purificacióna) DESTILACIÓN

Metal más volátil que sus impurezas.

b) ELECTROLISIS

c) PURIFICACIÓN MEDIANTE FUSIÓN POR ZONASObtención de metales extremadamente puros.

MÉTODOS ALTERNATIVOS

Algunas menas contienen varios metales que no siempre es necesario separar:

• Proceso Kroll (lento)• Proceso electrolítico (menor coste)

COBRE

Cobre (Cu): metal de transición de apariencia metálica y color pardo rojizo.

La extracción del cobre es complicada porque contiene sulfuros de hierro y azufre.

Los procesos metalúrgicos normales sufren modificaciones para extraer el cobre sin contaminaciones.

Concentración

Flotación: concentra el metal

Tostación:

sulfuros de Fe y S

óxidos fundidos

Fundición

Fusión: en un horno a 1400 ºC, se separa en dos capas:

1ª. Mata de Cobre (inferior), Cu y Fe fundido.2ª. Escoria de Silicato (superior), desechos de óxidos.

Conversión Se insufla aire a la mata de Cobre

Los sulfuros de hierro: escoria que se separa

Cobre obtenido: BLISTER Se insufla aire al blister

Se obtiene Cobre con el 99% de pureza

2 Cu2S + 3 O2 (g) 2 Cu2O + 2 SO2 (g)

2 Cu2O + Cu2S 6Cu (l) + SO2 (g)COBRE NEGRO

Procesos pirometalúrgicos

Características:

Altas temperaturas Gran cantidad de desechos Consumo de energía Emisiones gaseosas

Procesos hidrometalúrgicosEtapas:Lixiviación: extracción de iones

metálicosPurificación y Concentración:

separación de impurezas. Obtención de electrolito de Cobre.

Precipitación: los iones de precipitan a sólidos iónicos o metal libre.

HIERRO

El hierro es el metal más utilizado de la corteza terrestre, siendo su principal aleación el acero.

Proceso de recuperación del Fe de sus menas: “Reducción por carbono en un alto horno”.

Proceso de conversión de la mena de hierro a hierro metálico

implica reacciones rédox y reacciones ácido-base complejas

Alto Horno: Funcionamiento

Alto Horno: Resultado

El material obtenido se denomina arrabio. Contiene aproximadamente 95% de Fe, 3-4%

de C y otras impurezas. Se lleva a un convertidor para obtener el

acero.

Obtención Acero: Proceso De Oxígeno BásicoConvertidor

Pasos para transformar el arrabio en acero:

Oxidación de las impurezas (C, Si, P, Mn, S)

Obtención de “acero al carbono”

Añadir elementos de aleación (Cr, Ni, Mn, V, Mo,W) que confieran al acerolas propiedades deseadas.

Reducción del contenido de

carbono

También contiene otras impurezas