Materiales no férricos
Los materiales no férricos son todos excepto el hierro y sus derivados:
cobre
Los minerales más utilizados para obtener cobre son sulfuros de cobre, especialmente calcopirita. También existen minerales de óxido de cobre, destacando la malaquita y la cuprita. Los minerales de sobre suelen ir acompañados también de hierro. Existen dos métodos de obtención del cobre:
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Obtención del cobre
- Vía húmeda: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre en el mineral es muy reducido (Menos de un 10 %). Consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico y aplicar a la mezcla el proceso de electrólisis (es decir, aplicar una corriente continua introduciendo dos electrodos en la mezcla).
- Vía seca: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre supera el 10%)
- Se tritura el mineral, se criba y se muele hasta reducirlo a polvo.
- Se introduce en un recipiente con agua abundante, donde se agita para obtener la mena que flota.
- El mineral que quede se lleva a un horno de pisos donde se oxida para eliminar el hierro presente. De este modo se separa el cobre del hierro.
- A continuación se introduce el mineral de cobre en un horno donde se funde. Luego se añade sílice y cal que reaccionan con el azufre y restos de hierro, formando la escoria que flota y se elimina. El cobre líquido que se encuentra debajo se denomina cobre bruto, cuya pureza es del 40%.
- Por último, para obtener un cobre de alta pureza se somete el líquido a un proceso electrolítico.
Aleaciones del cobre
Bronce: Aleación de cobre con estaño. Se utiliza para campanas, engranajes y esculturas.
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Latón: Aleación de cobre y cinz, usado en grifos, tuercas y tornillos.
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Cuproaluminio: Aleación de cobre y aluminio, usado en hélices, turbinas y monedas.
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Alpaca: Aleación de cobre, níquel y cinc. Se usa para joyería barata y cubiertos.
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Cuproníquel: Aleación de cobre y níquel, usada para monedas y contactos eléctricos.
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aluminio
El aluminio procede de la bauxita y su obtención viene dada por dos fases:
- Fase 1:
- La bauxita se trasporta desde la mina al lugar de transformación.
- Se tritura y muele hasta que queda pulverizada.
- Se almacena en silos hasta que se vaya a consumir.
- En un mezclador se introduce bauxita en polvo, sosa cáustica, cal y agua caliente. Todo ellos hace que la bauxita se disuelva en la sosa.
- En el decantador se separan los residuos.
- En el intercambiador de calor se enfría la disolución y se le añade agua.
- En la cuba de precipitación, la alúmina se precipita en el fondo de la cuba.
- Un filtro permite separar la alúmina de la sosa.
- La alúmina se calienta a unos 1200 grados en un horno para eliminar la humedad.
- En el refrigerador se enfría la alúmina hasta la temperatura ambiente.
- Fase 2:
- Se disuelve la alúmina en criolita fundida, que protege al baño de la oxidación, a unos 1000 grados y se la somete a un proceso de electrólisis que descompone el material en Aluminio y oxígeno.
Aleaciones de aluminio
Bronce de aluminio: Aleación de bronce con aluminio, usada en bases de sartenes, llantas de coches y bicis.
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Aleación de aluminio con magnesio, que se emplea en aeronáutica y automoción.
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Aleación de aluminio, cobre y silicio, usado para moldeo por inyección.
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Alnico: Aleación de aluminio, níquel y cobalto. Usado para fabricar potentes imanes permanentes.
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plomo
Contienen plomo los minerales:
Características
- Es de color grisaceo-blanco muy brillante cuando está recién cortado.
- Muy blando y maleable.
- Buen conductor térmico y eléctrico.
- Se oxida con facilidad, formando una capa de carbonato básico que lo autoprotege.
- Reacciona con los ácidos lentamente o formando capas protectoras (oxidación superficial).
- Resiste bien a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
- Forma compuestos solubles venenosos.
ESTAÑO
Color blanco brillante, muy blando de estructura cristalina, maleable y poco dúctil.
La estructura cristalina se manifiesta al doblar una barra de estaño, que hace un ruido característico conocido como "grito del estaño" debido al rozamiento de los cristales entre sí.
Puede ser laminado en planchas muy finas (papel de estaño).
Es estable y resistente a los agentes atmosféricos a temperatura ambiente aunque puede ser atacado con ácidos y productos alcalinos.
La estructura cristalina se manifiesta al doblar una barra de estaño, que hace un ruido característico conocido como "grito del estaño" debido al rozamiento de los cristales entre sí.
Puede ser laminado en planchas muy finas (papel de estaño).
Es estable y resistente a los agentes atmosféricos a temperatura ambiente aunque puede ser atacado con ácidos y productos alcalinos.
ALEACIONES
- Bronce: aleación de cobre y estaño.
- Metal blanco: aleación de plomo, estaño y cobre, usada en cojinetes.
- Aleaciones fusibles para componentes eléctricos.
- Aleaciones fusibles para soldadura a base de estaño y plomo.
obtención
La casiterita se tritura y muele en molinos adecuados. Se introduce en una cuba con agua en la que se agita. Por decantación, el mineral del estaño (que es más pesado), se va al fondo y se separa de la ganga. Se introduce en un horno, donde se oxidan los posibles sulfures de estaño que hay en el mineral y se transforman en óxidos. La mena de estaño, en forma de óxido, se introduce en un horno de reverbero donde se produce la reducción (transformación de óxido de estaño a estaño), depositándose el estaño en la parte inferior y la escoria en la superior. Finalmente, para obtener un estaño con porcentaje del 99 % es necesario someterlo a un proceso electrolítico.
zinc
Se obtiene de minerales como:
Color blanco azulado, resistente a la oxidación y corrosión en el aire y el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales.
Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales. A temperatura ambiente es quebradizo. Entre 100ºC y 150ºC. Es maleable. Las aplicaciones del cinc son:
Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales. A temperatura ambiente es quebradizo. Entre 100ºC y 150ºC. Es maleable. Las aplicaciones del cinc son:
- En forma de chapas de diferentes espesores.
- Recubrimientos de tejados.
- Canalones, cornisas y tubos de bajada de agua.
- Recubrimiento de pilas.
- Recubrimiento de piezas.
- Galvanizado electrolítico.
- Galvanizado en caliente.
- Metalizado.
cromo
- Tiene un color grisáceo acerado.
- Es muy duro y tiene un gran acritud.
- Resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
- Se emplea como:
- Cromado brillante: para objetos decorativos.
- Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y herramientas.
niquel
Tiene un color plateado brillante y se puede pulir muy fácilmente:
- Es magnético (lo atrae un imán como si fuese un producto ferroso).
- Es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
- Se emplea:
- Para fabricar aceros inoxidables.
- En aparatos de la industria química.
- En recubrimientos de metales.
titanio
Se encuentra abundantemente en la naturaleza, ya que es uno de los componentes de casi todas las rocas de origen volcánico que contienen hierro.
- En la actualidad, los minerales de los que se obtiene el titanio son el rutilo y la ilmenita.
- Es un metal blanco plateado.
- Resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable.
- Las propiedades mecánicas son análogas, e incluso superiores a las del acero, pero tienen la ventaja de que las conserva hasta los 400 grados.
magnesio
Metal de color gris acerado, muy duro, pesado y de buena conductividad eléctrica. Por su dureza resulta difícil de mecanizar. resiste la acción de ácidos y álcalis, aunque es atacado por el cloro. Tiene el punto de fusión más alto de todos los metales. las aplicaciones son:
- Maleable y poco dúctil.
- Es más resistente que el aluminio.
- En estado líquido o en polvo es muy inflamable.
mercurio
Líquido de color plateado y brillante, de densidad muy elevada, buen conductor de la electricidad y con un elevado coeficiente de dilatación térmica. Disuelve todos los metales excepto el hierro, niquel, molibdeno y wolframio, con los que forma amalgamas.
Es venenoso, emite vapores peligrosos en caso de inhalación.
Es venenoso, emite vapores peligrosos en caso de inhalación.