miércoles, 1 de abril de 2009
Introducción
lunes, 30 de marzo de 2009
Clasificación de los metales no ferrosos
a. Metales no ferrosos pesados: Son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5 gr/cm3. Se
encuentran en este grupo el cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto.
b. Metales no ferrosos ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3. Los más utilizados son el aluminio y el titanio.
c. Metales no ferrosos ultraligeros: Su densidad es menor a 5 gr/cm3. Se encuentran en este grupo el berilio y el magnesio, aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino
como elemento de aleación.
jueves, 1 de enero de 2009
Metales no ferrosos pesados
El estaño es un elemento químico de número atómico 50 situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Sn. Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente con el aire y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión.
Se extrae básicamente de la casiterita, que es un óxido de estaño pero su riqueza en estaño es muy baja.
-Su estructura cristalina se pone de manifiesto al doblar una barra ya que se escucha el rozamiento de cristales entre si denominado grito del estaño.
-Puede ser laminado, es estable y resistente a los agentes atmosféricos pero puede ser atacado por ácidos y productos alcalinos.
-Por debajo de -18ºC empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris. A este proceso se le conoce como enfermedad o peste del estaño.
-Aleaciones
-Darcet ( estaño,plomo y bismuto). Funde a los 97ºC.
-Cerrolow (estaño, plomo, bismuto e indio). Funde a los 47ºC.
Aplicaciones
-El papel de estaño no se utiliza por su elevado coste .
-Se usa para recubrimiento electrolítico de otros metales por su resistencia a la oxidación.
-Es un elemento imprescindible en las aleaciones.
-Se usa para la fabricación de hojalata.
VIDEO DE INTERES:
Soldadura de Estaño: http://www.youtube.com/watch?v=diMHkgsCk1A
Proceso de obtención
Después se somete a un proceso de tostación para eliminar los sulfuros. A continuación se reduce en un horno de reverbero, usando antracita. Se moldea en bloques. El proceso de afino se lleva a cabo en una cuba electrólitica, el ánodo está formado por planchas de estaño
bruto y el cátodo por láminas de estaño puro.
B. COBRE
Ya conocido en épocas prehistóricas ya que las primeras herramientas y enseres fueron fabricados probablemente en diversos minerales, como cuprita, calcopirita y malaquita pero también puede encontrarse en estado puro.
Cuprita: Compuesta básicamente por óxido de cobre. Se presenta en masas terrosas de color rojo. Contiene un 88% de riqueza, pero es muy escasa.
Calcopirita: Sulfuro mixto de hierro y cobre. De color amarillento. Es la principal mena del cobre.
Malaquita: Mezcla de carbonato y óxido de cobre. Se presenta en masa cristalinas de color azul y es muy buena mena de cobre.
Cobre puro: Es un metal pardo rojizo. Escaso y suele encontrarse en el fondo de algunos yacimientos de otros minerales de cobre.
Características y aplicaciones.
El cobre es un metal de color rojizo, relativamente blando, de conductividad eléctrica y térmica muy elevada, dúctil y maleable.
Su elevada conductividad eléctica y su ductilidad lo hacen indicado para la fabricación de cables eléctricos y bobinados.
Como el agua y el aire no lo atacan a ninguna temperatura se suele utilizar para fabricar tubos y calderas.
Es poco resistente a los agentes atmosféricos, se recubre de una capa de carbonato llamada cardenillo que la protege de la oxidación posterior.
Es medianamente resistente a la agresión de los ácidos.
Proceso de obtención
Se utilizan dos técnicas: la vía húmeda y la vía seca dependiendo de la riqueza de los minerales empleados
La vía húmeda se emplea cuando el contenido en cobre es bajo (3% y el 10% de riqueza). Se trata de disolver el material con ácido sulfúrico y después aplicar electólisis para recuperar el cobre.
La vía seca sólo se puede utilizar si la riqueza del mineral supera el 10%. Es el más utilizado.
Obtención del cobre por vía seca:
Se tritura y muele el mineral para reducirlo a polvo.A continuación se introduce en la cámara de flotación en la que el cobre se concentra en la superficie y la ganga se hunde.
Después se somete a un proceso de tostación para eliminar el azufre y formar óxidos de hierro y de cobre.
El óxido de cobre se intoduce en un horno de reverbero para cocinarlo y eliminar las impurezas.
El sulfuro de cobre se somete a un proceso de reducción y se obtiene el cobre bruto mezclado con algo de óxido de cobre.
Obtención del cobre por vía húmeda:
Aleaciones
Bronce de aluminio: Esta compuesto pòr un 90% de cobre y un 10% de aluminio. Aumenta la dureza del cobre y es mucho más resistente a la corrosión.
Bronces para forjar: Contienen porcentajes muy bajos de otros metales. Tienen gran resistencia a la tracción y el desgaste y se usan para fabricar chapas, flejes, alambres y engranajes.
Bronces para fundir: Tienen cualidades para el deslizamiento. Si se añade plomo éste adquiere cualidades autolubricantes y se usa para cojinetes.
Latones: Aleación de cobre con cinc. Es menos resistente que el cobre, pero soporta mejor el agua y el vapor.
Se emplea para fabricar casquillos de ajuste de piezas mecánicas.
C. CINC
Es conocido desde la antigüedad. Su mena principal es la blenda, que es sulfuro de cinc y plomo de riqueza superior al 50%.
Caracteristicas
De color azulado, brillante, frágil en frío y relativamente blando.
El aire húmedo lo oxida y hace que pierda su brillo. La capa de óxido que lo acompaña lo protege de una oxidación más profunda. No resiste la acción de los ácidos ni de los agentes alcalinos.
Debido a su resistencia, se utiliza tradicionalmente en forma de planchas para cubiertas, cañerías y canalones.
Forma parte de aleaciones como latones, bronces y alpaca. Su aplicación principal es el recubrimiento de piezas de hierro y acero por procesos de galvanizado.
Galvanizado electrolítico: Se consigue recubrir las piezas con una delgada capa de cinc que las protege de la corrosión. Es costoso por el consumo eléctrico.
Galvanizado en caliente: Consiste en sumergir las piezas en un baño de cinc fundido. Se emplea este procedimiento para proteger las estructuras que han de quedar a la intemperie como semáforos, vallas... Es de menor coste.
Proceso de obtención
La vía húmeda consiste en tratar el mineral triturado con una disolución de ácido sulfúrico. El cinc se disuelve en forma de sulfato de cinc y las impurezas precipitan. Después se trata la disolución con métodos electrolíticos para recuperar el cinc.
D. PLOMO
Era conocido en la antigüedad pero se comenzó a utilizar a escala industrial en el s.XIX.
La principal mena es la galena, compuesta por sulfuro de plomo, de color gris metálico, blando, pesado y muy frágil.
Caracteristicas
Es de color plateado, muy blando, de densidad elevada, baja conductividad eléctrica y térmica, flexible y maleable.
Puede ser laminado frío. Se oxida al entrar en contacto con el aire y pierde su brillo característico.
Es resistente a la corrosión provocada por los ácidos fuertes pero atacado por la mayoría de los ácidos orgánicos débiles.
Recubrimiento de baterías, protección de radiacciones nucleares, etc.
Soldadura blanda, a base de plomo y estaño, empleado como material de aportación
VIDEO DE INTERÉS:
Fundicion del plomo: http://www.youtube.com/watch?v=Ujv2_lCjvJc
Proceso de obtención
El proceso consta de tres fases: tostación, fusión y afino.
Tostación: se mezcla con sílice, caliza y material fundente y se calienta en presencia de aire hasta que el sulfuro de plomo se convierte en óxido.
Fusión: Se introduce en un horno mezclando el óxido de plomo econ coque, caliza fundente y se infla una corriente de aire.
El carbón reduce el óxido de plomo y forma plomo metálico impurificado.
Afino: Se separan los metales que acompañan el plomo. Así se obtiene el plomo bruto, aún parcialmente impurificado.
sábado, 13 de diciembre de 2008
Metales no ferrosos ligeros
Es uno de los elementos metálicos más abundantes de la corteza terrestre(8,13%).
La única mena del aluminio es la bauxita, que es un óxido hidratado de aluminio mezclado con óxido de hierro y otros materiales. Puede llegar a contener un 65% de riqueza.
Caracteristicas
-Es un metal plateado, blando, de baja densidad, su conductividad eléctrica es alta, es muy dúctil y maleable.
-Puede ser laminado en frío o en caliente y se obtienen tubos, barras e hilos.
-Al contacto con el aire se cubre rápidamente con una capa dura y transparente de óxido de aluminio que resiste la posterior acción corrosiva, Es por esto, por lo que los materiales hechos de aluminio no se oxidan.
-Puede aumentarse su resistencia mediante el anodizado. Consiste en utilizar al aluminio como ánodo en una cuba electrolítica y así se consigue un película muy fina que lo protege de la corrosión.
-Es difícil de soldar, por la capa de óxido. Para conseguirlo hay que utilizar una pistola de soldadura eléctrica.
Aplicaciones
Como es muy blando se alea con otros metales para su uso industrial, obteniendo las aleaciones ligeras.
Son más duras, tienen mayor resistencia mecánica y facilidad para el mecanizado.
Duraluminio: 95.5% de aluminio y 4.5% de cobre. Se emplea en construcción.
Aluminio-Magnesio: Se utiliza en la industria aeronáutica y naval, en la fabricación de automóviles y bicicletas.
Aluminio-silicio: Se utiliza en la construcción de motores.
Alnico: Níquel, cobalto y aluminio. Se fabrica con él imanes permanentes.
Por su baja densidad y su conductividad relativamente alta se utiliza como sustituto del cinc en cables de conducción eléctrica de gran longitud.
También es utilizado para fabricar utensilios de cocina.
Proceso de obtención
Obtención de la alúmina:
Se convierte en polvo la bauxita mediante un proceso de molienda. Después se mezcla con cal,sosa cáustica y vapor de agua sobrecalentado, de este modo se produce una disolución.
Se eliminan las impurezas por decantación. A continuación se añade agua a la disolución para provocar la precipitación del óxido de aluminio y separarlo de la sosa. El producto obtenido es la alúmina.
Esta se somete a um proceso de calcinación para eliminar el exceso de agua.
Afino electrolítico:
La alúmina se funde con criolita y se somete a un proceso electrolítico que separa el aluminio del oxígeno.
El oxígeno forna monóxido y dióxido de carbono y se desprende mientras el aluminio puro va depositándose en el fondo de la cuba, de la que se extrae por medio de una cuchara. Este proceso consume mucha energía.B.TITANIO
Su mineral más común es el rutilo, dióxido de titanio cristalizado y de la ilmenita formada por titanio y hierro.
Caracteristicas
Metal de color blanco plateado, brillante, ligero, muy duro y de gran resistencia mecánica.
Se oxida y es atacado por los ácidos fuertes pero soporta los agentes atmosféricos.
Aplicaciones
Se utiliza para construir fuselaje de aviones, cohetes y lanzaderas espaciales por su densidad y resistencia mecánica.
Sus aleaciones son duras y resistentes. El carburo de titanio se utiliza en la fabricación de aletas de turbinas en la industria aerospacial y en herramientas de corte.
Proceso de obtención
Método Kroll:
La cloruración es la transformación de óxido de tetracloruro de titanio a temperatura elevada.
Una vez condensado y purificado es reducido en un reactor y se obtiene la esponja de titanio.
Después se funde y se obtienen los lingotes de metal.
martes, 9 de diciembre de 2008
Metales no ferrosos ultraligeros
Sus compuestos más comunes son silicatos de magnesio y cloruros de magnesio.
Los minerales mas importantes del magnesio son:
-Carnalita
-Dolomita
-Magnesita
Caracteristicas
De color blanco brillante, ligero, blando, maleable y poco dútil. La humedad lo corroe.
Tiene gran afinidad por el oxígeno y reacciona rápidamente cuando está pulverizado.
Aplicaciones
Se emplea en lámparas relámpago y en pirotecnia por su combustión casi explosiva.
Se usa como reductor para obtener otros metales.
Forma aleaciones ultraligeras por su densidad extraordinariamente baja. Se utilizan en la fabricación de bicicletas, automóviles y motocicletas de competición.
Se emplea en aeronautica.
Según su composición la aleaciones se clasifican en: aleaciones para fundición y aleaciones para forja.
Proceso de obtencion
Se obtiene por dos procedimientos: tratamiento térmico y electrólisis.
El tratamiento térmico consiste en someterlos a elevadas temperaturas en un horno eléctrico junto con agentes reductores de oxígeno. Así se libera el magnesio metálico.
La electrólisis se aplica al cloruro de magnesio fundido, se coloca en una cuba que hace de cátodo y se introduce una barra de carbón que hace de ánodo. El magnesio liberado en estado de fusión, como es menos denso que el cloruro queda flotando, se retira por medio de la cuchara y se vierte en moldes.
