temario

1. -DATOS DE LA ASIGNATURA

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: CARRERA: CLAVE DE LA ASIGNATURA CREDITOS SATCA

1

PROCESOS METALÚRGICOS II INGENIERIA QUÍMICA PRF-1304 3-2-5

2. PRESENTACION

Caracterización de la asignatura A través de la Historia de la Humanidad, la Metalurgia aparece como actividad inherente a la evolución del hombre. Actualmente la experiencia diaria nos muestra que vivimos en un Mundo de Metal. En un mundo de metal existen estaciones orbitales, satélites, monedas, aviones, ferrocarriles, barcos, estructuras, automóviles, submarinos, máquinas, utensilios, herramientas, plataformas, válvulas, etc. La Metalurgia es la actividad enfocada a la selección y operación de los procesos de manufactura, que comprenden las áreas de conocimiento de metalurgia extractiva, - no ferrosa y siderúrgica - , metalurgia química, metalurgia física, los procesos de refinación por electrólisis , la fundición , la soldadura y la metalurgia de polvos; el establecimiento y operación de métodos de control de calidad de materia prima , procesos y productos terminados; la protección de estructuras y partes contra la corrosión y oxidación por medio de la aplicación de técnicas de protección electrolítica y por medio de recubrimientos metálicos ; la selección de materiales y el análisis de fallas. Con esta materia se pretende que el estudiante adquiera los conocimientos del proceso de extracción y aplicaciones de los metales no ferrosos: cobre, oro, plata, aluminio, zinc, plomo, bario y silicio. La ubicación para la asignatura de Procesos Metalúrgicos II, es en el módulo de especialidad después de haber cursado Procesos Metalúrgicos I. Intención didáctica El temario está organizado en 6 unidades; en la primera unidad se estudian los principales minerales y yacimientos del cobre, así como los procesos utilizados a nivel industrial para su recuperación. Finalmente se contempla los procesos de reciclamiento del cobre y sus principales aplicaciones. En la segunda unidad se estudian los procesos metalúrgicos industriales usados para la extracción del oro, las principales aplicaciones y su reciclado.

En la tercera unidad se estudia la metalurgia de la plata y su papel que juegan en la economía nacional e internacional. La cuarta unidad contempla el estudio del proceso de obtención, uso y reciclado del aluminio. La quinta unidad está relacionada con las aplicaciones y procesos de obtención de diversos metales: zinc, plomo, bario y silicio La sexta unidad contempla el estudio de las técnicas de caracterización destructivas y no-destructivas de los materiales metálicos.

3. COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Competencias Especificas

Conocer la importancia, características y clasificación de los minerales no ferrosos.

Identificar los procesos y tecnologías para la producción de metales no ferrosos.

Conocer la importancia de México a nivel mundial en la producción de metales no ferrosos.

Caracterizar los materiales metálicos no ferroso mediantes técnicas destructivas y no destructivas de aplicación industrial.

Competencias genéricas Competencias Instrumentales Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar. Conocimientos generales y básicos

sobre metalurgia y siderurgia. Comunicación oral y escrita en su

propia lengua. Conocimiento de una segunda lengua. Habilidad en la búsqueda y manejo de

información de fuentes diversas.

Competencias interpersonales Capacidad crítica. Trabajo en equipo e interdisciplinario habilidades interpersonales Compromiso ético

Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en

la práctica. Capacidad para diseñar y gestionar

proyectos.

4. HISTORIA DEL PROGRAMA

Lugar y Fecha de elaboración o revisión

Participantes Observaciones (cambios y justificación)

Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas, agosto- diciembre 2012.

ACADEMIA DE INGENIERÍA QUÍMICA

Reunión de Diseño Curricular de la carrera de Ingeniería química

5. OBJETIVO (S) GENERALES DEL CURSO

Estudiar la importancia económica e industrial en México de la producción de metales no ferrosos, así como la caracterización de materiales metálicos. 6. COMPETENCIAS PREVIAS

Conocimientos sobre el proceso metalúrgico de metales.

Evaluación de la factibilidad de menas.

Uso de diagramas de fase de equilibrio de sistemas binarios y ternarios.

Estequiometría de las reacciones.

Conocimientos sobre química orgánica e inorgánica.

Conocimientos sobre cinética química y reactores tipo Batch.

Conceptos básicos de termodinámica

Aplicaciones de las técnicas ópticas del análisis instrumental

Normatividad ambiental

7.- TEMARIO

Unidad

Temas

Subtemas

1 La Metalurgia del cobre

1.1 Abundancia del cobre y su importancia económica.

1.2 Minerales del cobre. 1.3 Características físicas y químicas del cobre

y sus minerales 1.4 Procesos de extracción de cobre. 1.4 Procesos de purificación de cobre 1.4.1 Refinación térmica 1.4.2 Refinación electrolítica 1.4.3 Hidrometalurgia

1.4.4 Refinación biológica 1.5 Aplicaciones industriales del cobre y sus aleaciones. 1.6 Proceso de reciclado de cobre

2 La metalurgia del Oro.

2.1 Abundancia del oro y su importancia económica.

2.2 Mineralogía de los minerales y yacimientos auríferos.

2.3 Características físicas y químicas del oro y sus minerales

2.4 Procesos de recuperación de oro. 2.4.1 Proceso panning 2.4.2 Proceso cianurado 2.4.3 Proceso de amalgamación-destilación 2.5 Aplicaciones industriales del oro y sus aleaciones 2.6 Proceso de reciclado de oro

3 La metalurgia de la plata

3.1 Abundancia de la plata y su importancia económica.

3.2 Mineralogía de los minerales y yacimientos de plata.

3.3 Características físicas y químicas de la plata y sus minerales

3.4 Procesos de recuperación de plata. 3.4.1 Proceso cianurado 3.4.2 Proceso por amalgamación-destilación 3.5 Aplicaciones industriales de la plata y sus aleaciones 3.6 Proceso de reciclado de plata

4 La Metalurgia del aluminio

4.1 Abundancia del aluminio y su importancia económica.

4.2 Mineralogía de los minerales y yacimientos de aluminio.

4.3 Características físicas y químicas del aluminio y sus minerales

4.4 Procesos de recuperación de aluminio. 4.4.1 Proceso Hall-Héroult 4.4.2 Proceso Bayer 4.4.3 Proceso Wöhler 4.5 Proceso de reciclado de aluminio

5 La Metalurgia del zinc, plomo, bario y silicio

5.1 Abundancia del zinc, plomo, bario y silicio e importancia económica. 5.2 Mineralogía de los minerales y yacimientos

de zinc, plomo, bario y silicio. 5.3 Características físicas y químicas del zinc,

plomo, bario y silicio y sus minerales 5.4 Procesos de recuperación de zinc, plomo,

bario y silicio. 5.5 Proceso de reciclado de zinc, plomo, bario y silicio

6 Metalografía de los materiales

6.1 Técnicas destructivas 6.1.1 Fundamento teórico y uso del durómetro (Dureza Brinell, Knoop, Rockwell, Rockwell superficial, Rosiwal, Shore, Vickers, Webster). 6.1.2 Fundamento teórico y uso de la máquina universal (Resistencia a la tensión y compresión) 6.1.3 Fundamento teórico y uso de la máquina de impacto (Ensayo de Charpy) 6.1.4 Fundamento teórico y aplicaciones de la resistencia a la torsión, abrasión y flexión. 6.1.5 Fundamento teórico y aplicaciones de la Espectroscopia de emisión atómica con descarga de plasma (GDS) 6.2 Técnicas no destructivas 6.2.1 Fundamento teórico y aplicaciones de Difracción de rayos-X 6.2.1.1 Ley de Bragg 6.2.1.2 Índices de Miller y celda unitaria 6.2.2. Fundamentos y aplicación de la técnica por ultrasonido 6.2.3 Fundamento teórico y aplicaciones de Microscopia electrónica de transmisión y de barrido 6.3 Evaluación de la corrosión y oxidación de metales

7. Sugerencias Didácticas (Desarrollo de competencias genéricas)

Estimar mediante un examen diagnóstico el nivel de aprendizaje y comprensión de los conocimientos previos, con objeto de homogeneizarlos.

Realizar visitas a industrias en donde procesen minerales no ferrosos.

Realizar investigación bibliográfica sobre minerales no ferrosos en la región, el estado y el país.

Realizar Investigación bibliográfica sobre el estado del arte sobre tecnologías para la producción de metales no ferrosos.

Elaboración de hojas de cálculo, que involucren los balances de proceso.

Lectura de artículos en una segunda lengua.

Organización de foros de discusión.

Elaboración de ensayos o resúmenes de tópicos sobre los temas a tratar

Realizar una recapitulación de los temas principales, al término de cada unidad.

8. Sugerencias de evaluación

Informes de prácticas, visitas industriales y conferencias.

Entrega de tareas e investigaciones bibliográficas.

Exámenes escritos.

Participación en sesiones diarias y plenarias.

Exposiciones.

9. Unidades de aprendizaje

Unidad 1: La metalurgia del cobre.

Competencia específica a desarrollar

Actividades de aprendizaje

Conocerá las formas nativas del cobre en la naturaleza. Conocerá la importancia de la producción y aplicaciones del cobre en la economía de México y su importancia a nivel internacional. Estudiará los diferentes procesos utilizados a nivel industrial para la recuperación de cobre, asi como el reciclado del mismo.

Hacer acopio, lecturas y elabora mapas conceptuales, cuadros sinópticos, resúmenes de artículos relacionados (en el propio y en un segundo idioma), sobre la importancia de la metalurgia y la producción de cobre, características de los procesos y sus aplicaciones.

Exponer frente a grupo, sus informes.

Realizará una visita industrial para identificar tecnologías aplicables en la actualidad.

Realiza práctica y presenta informe de reducción de

tamaño de minerales de cobre.

Realizará un estudio de las ventajas y desventajas del proceso de producción del cobre con el hierro.

Unidad 2: La metalurgia del oro.



Conocerá las formas nativas del oro en la naturaleza. Conocerá la importancia de la producción y aplicaciones del oro en la economía de México y su importancia a nivel internacional. Estudiará los diferentes procesos utilizados a nivel industrial para la recuperación de oro, así como el reciclado del mismo.

Hacer acopio, lecturas y elabora mapas conceptuales, cuadros sinópticos, resúmenes de artículos relacionados (en el propio y en un segundo idioma), sobre la importancia de la metalurgia y la producción de oro, características de los procesos y sus aplicaciones.



Realiza práctica y presenta

informe de reducción de tamaño de minerales de oro.

Realizará un estudio de las ventajas y desventajas del proceso de producción del oro.

Unidad 3: La metalurgia de la plata

Competencia específica a desarrollar.

Actividades de aprendizaje.

Conocerá las formas nativas de la plata en la naturaleza. Conocerá la importancia de la producción y aplicaciones de la plata en la economía de México y su importancia a nivel internacional. Estudiará los diferentes procesos utilizados a nivel industrial para la recuperación de plata, así como el reciclado del mismo.

• Hacer acopio, lecturas y elabora mapas conceptuales, cuadros sinópticos, resúmenes de artículos relacionados (en el propio y en un segundo idioma), sobre la importancia de la metalurgia y la producción de plata, características de los procesos y sus aplicaciones. • Exponer frente a grupo, sus informes. • Realizará una visita industrial para identificar tecnologías aplicables en la actualidad. • Realiza práctica y presenta informe de reducción de tamaño de minerales de plata. • Realizará un estudio de las ventajas y desventajas del proceso de producción de la plata.

Unidad 4: La metalurgia del aluminio



Conocerá las formas nativas del Hacer acopio, lecturas y

aluminio en la naturaleza. Conocerá la importancia de la producción y aplicaciones del aluminio en la economía de México y su importancia a nivel internacional. Estudiará los diferentes procesos utilizados a nivel industrial para la recuperación de aluminio, así como el reciclado del mismo.

elabora mapas conceptuales, cuadros sinópticos, resúmenes de artículos relacionados (en el propio y en un segundo idioma), sobre la importancia de la metalurgia y la producción de aluminio, características de los procesos y sus aplicaciones.



Realiza práctica y presenta informe de reducción de tamaño de minerales de aluminio.

Realizará un estudio de las ventajas y desventajas del proceso de producción de aluminio.

Unidad 5: La metalurgia del zinc, plomo, bario y silicio



Conocerá las formas nativas del zinc, plomo, bario y silicio en la naturaleza. Conocerá la importancia de la producción y aplicaciones del zinc, plomo, bario y silicio en la economía de México y su importancia a nivel internacional. Estudiará los diferentes procesos utilizados a nivel industrial para la

Hacer acopio, lecturas y elabora mapas conceptuales, cuadros sinópticos, resúmenes de artículos relacionados (en el propio y en un segundo idioma), sobre la importancia de la metalurgia y la producción de zinc, plomo, bario y silicio, características de los procesos y sus aplicaciones. • Exponer frente a grupo, sus informes.

recuperación de zinc, plomo, bario y silicio así como el reciclado del mismo.

• Realizará una visita industrial para identificar tecnologías aplicables en la actualidad. • Realizar práctica y presenta informe de reducción de tamaño de minerales de zinc, plomo, bario y silicio. • Realizará un estudio de las ventajas y desventajas del proceso de producción de zinc, plomo, bario y silicio.

Unidad 6: Metalografía de los materiales



Conocer la importancia de la caracterización de los materiales metálicos

Conocer el fundamento y la aplicación de las técnicas de caracterización destructivas más utilizadas a nivel industrial

Conocer el fundamento y la aplicación de las técnicas de caracterización no destructivas más utilizadas a nivel industrial

Elaborar un diagrama del proceso de caracterización de un material

Investigar el desarrollo de las técnicas de caracterización y su importancia industrial

Enlistar los equipos utilizados en la caracterización de materiales metálicos.

Exponer frente al grupo las técnicas más utilizadas

Realizar prácticas de caracterización de materiales metálicos

Lectura de artículos científicos recientes en un segundo idioma sobre el tema y elaborar un ensayo sobre aplicaciones de las técnicas de caracterización.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. David R. Gaskel. Introduction to Metallurgical Thermodynamics, editorial Mc.Graw Hill

2. Rosenqvist. Principles of Extractive Metallurgy, editorial McGraw Hill 3. Robert L. Stephenson. Direct Reduced Iron, Technology and Economics of

Production and Use. 4. Manfred Jellinghaus. Electric Steelmaking, editorial STAHL ELSEN 5. Turkdogan. Thermodycamics at High Temperature 6. Mineral Processing Handbook. S.W. MUDD SERIES, Weiss editor

7. Robert E. Reed Hill. Principios de Metalurgia Física. 8. Making Shaping and Treating of Steel.

9. Renard Chaigneau, Tim Vander, Jennifer Wise. Modern Blast Furnace Iron making, an introduction. 2009. The authors and IOS Press. All rights reserved. 10. Errol G. Kelly, Spottswood David J.. Introducción al procesamiento de minerales, Limusa 11. Wills, B. A. Tecnología del procesamiento de minerales, Limusa 12. Dana-Hurbult, Manual de Mineralogía, Reverté 13. Dana-Hurbult, Tratado de minerología, Cecsa 14. Blyth F. G. H. De Freitas M.H., Geología para ingenieros, Cecsa 15. I. G. Gass, Peter J. Smith, R. C. L. Wilson Introducción a Ciencias de la Tierra, Reverte, 1980. 16. Longwell y Flint. Geología Física. Limusa, 1985. 17. Brindley, G. y Brown, G. "Crystal structures of clay minerals and their X-Ray identification", Mineralogical Society, London (1980). 18. Drenth, Jan (1999). Principles of protein x-ray crystallography (2ª edición). Springer. 19. Helliwell, John R. (1992). Macromolecular Crystallography with Synchrotron Radiation. Cambridge University Press. 20. Luger, Peter (1980). Modern x-ray analysis on single crystals. Walter de Gruyter. 21. Stout, George H.; Jensen, Lyle H. (1989). X-ray structure determination — A practical guide (2ª edición). John Wiley & sons. 22. Lindon J. C., Tranter G. E. y Holmes J. L., Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry Vol. I y II, Academic Press, (2000)

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