20 diciembre 2013

Metalurgia y procesos metalúrgicos

La metalurgia es la ciencia y tecnología de la extracción a escala industrial de los metales a partir de sus fuentes naturales, es decir de sus minerales y su preparación para usos prácticos.

La metalurgia puede ser extractiva, que consiste en la obtención de los metales a partir de los minerales y concentrados hasta obtener lingotes de alta pureza y la metalurgia física que consiste en transformar estos lingotes en artículos semimanufacturados.

metalurgia operaciones

La ciencia que estudia la composición, estructura, propiedades y características de los minerales se denomina mineralogía.

El Perú es un país eminentemente minero, no solo porque posee enormes recursos minerales de los que se ha logrado explotar aproximadamente el 10%, sino porque este sector produce la mayor parte de ingresos nacionales que constituyen la base de la estabilidad económica, prosperidad y producción de divisas el cual permite al país la generación de fuentes de trabajo, así como también su desarrollo industrial o la adquisición de alimentos básicos para nuestra población.

Los minerales son solidos naturales inorgánicos, pudiendo ser elementos, como en el caso del diamante (C) o compuestos químicos como en el caso de la halita (NaCl). En los minerales las partículas que los constituyen se disponen ordenadamente dentro de una estructura interna, característica que lo sitúa como solido cristalino, por lo que presentan tres propiedades fundamentales:

a) Propiedades estructurales: debido a su estructura cristalina pueden presentar formas geométricas externas, como es el caso del cuarzo (SiO2), que presenta la forma combinada de prisma hexagonal con bipirámide hexagonal.

b) Propiedades físicas: Son muy variables y sirven para identificar al mineral. Por ejemplo, en el caso del oro nativo, podría confundirse con la pinta (FeS2) por el color y brillo, pero se diferencian porque el primero es muy denso y variable.

c) Propiedades químicas: generalmente dependen del grupo aniónico que caracteriza su composición química. Así, agregamos una gotas de HCl a una muestra de calcita (CACO3), esta eferverse debido al desprendimiento de CO2 durante la reacción, pero esto no ocurriría con el yeso, cuya composición es CaSO4 , 2H2O

Procesos metalúrgicos

Cuando el mineral es extraído de la mina, contiene grandes cantidades de sustancias estériles (ganga), en la mayoría de los casos se debe someter a un tratamiento previo de separación (por trituración y molienda, gravimetría, flotación, separación magnética, etc..) Estas operaciones previas por lo general no producen alteraciones en la identidad del mineral.

La siguiente etapa son procesos químicos que se efectúan a altas temperaturas o bien se utilizan soluciones acuosas o corriente eléctrica, esto con la finalidad de eliminar la mayor cantidad de impurezas (refinación)

Después que los metales son refinados, se les somete a diferentes tratamientos físicos y químicos para obtener de ellos determinadas cualidades, adaptándolas a las aplicaciones que se les va a dar.

Concentración: es la operación que nos permite realizar una separación sólido-sólido, previa trituración o molienda. La separación consiste en obtener un producto valioso denominado concentrado y otro constituido por minerales estériles denominado relave.

Posteriormente los procesos de metalurgia extractiva transformaran los concentrados en metales de alta pureza o productos de uso industrial.

Operaciones metalúrgicas

  1. Explotación de las minas
  2. Concentración de la mena y su preparación para el tratamiento posterior
  3. Reducción del mineral para obtener el metal libre, es la etapa química de la metalurgia
  4. Refinación o purificación del metal, en la que se le da el acabado final y propiedades especificas.