1 - OBTENCIÓN DE METALES

Sólo una minoría de los metales están en la naturaleza en estado puro, estos son llamados nativos y se encuentran en cantidades muy pequeñas.

Para obtener la mayoría de los metales primero se extrae un mineral, que está formado por el tipo, que es la parte aprovechable, y  la ganga, que es la parte que no contiene metal y no es útil.

Para obtener el metal a partir del mineral se usan procesos metalúrgicos específicos y diferentes por cualquiera de ellos. Aún así la mayoría de los procesos metalúrgicos tienen en común: el enriquecimiento,la reducción, y el refinamiento.

1.1 El enriquecimiento del mineral

El enriquecimiento del mineral consiste en preparar el producto obtenido en la mina para la aplicación de las acciones posteriores.

Normalmente se aplican la trituración y la concentración, las dos son operaciones de separación física.

1.1.1 La trituración

Es la reducción del tamaño de las rocas por medios mecánicos con el objetivo de incrementar la superficie exterior del producto y facilitar así las acciones posteriores.

1.1.2 La concentración

Consiste en la separación del tipo y la ganga por medios físicos,es a decir, sin que haya reacciones químicas.

1.2. Reducción

Consiste en la separación de la máxima cantidad del elemento químico deseado (el metal) del resto de elementos químicos con los cuales se encuentra combinado todo formado los compuestos.

Normalmente se hace mediante procesos químicos, y casi siempre, con aplicación de elevadas temperaturas de en fondos para conseguir la fusión del metal.

La reducción por fusión consiste a fundir el metal y conseguir que se vuelva líquido, extrayendo la ganga que no se ha podido separar durante la concentración, gracias a los productos químicos que se añaden. Esta separación de la ganga produce un residuo denominado escoria; este proceso también necesita mucha energía puesto que sueño necesarias temperaturas muy elevadas para fundir el metal.

1.3 Refinamiento

En muchas ocasiones, el metal oscuro obtenido a los hornos no tiene la pureza necesaria para muchas de las aplicaciones industriales. Hará falta, pues, aplicar un proceso de eliminación de impurezas con tal de obtenerlo con la máxima pureza.Este proceso se conocido como el refinamiento, y se puede hacer por medios térmicos o electrolíticos.

1.3.1 Refinamiento térmico

Se realiza en hornos ( convertidores o de reverber) aplicando oxígeno, aire o algunos productos químicos.

1.3.2 Refinamiento electrolítico

Se realiza en unos recipientes llamados tanques electrolíticos que contienen un producto químico en fase líquida (electrólito) donde se sumergen un elementos conductores eléctricos o electrodos: el cátodo conectado al polo negativo y el ánodo conectar al positivo. Al conectar los electrodos a una tensión eléctrica de corriente continua, y hacer pasar una gran cantidad de corriente eléctrica, se consigue separar químicamente los átomos de metal, que se irán depositando en el cátodo, de las impurezas que quedan disueltas en el electrólito o se precipitan al fondo del tanque.

2 - PROPIEDADES DE LOS METALES

A continuación se pueden encontrar algunas de las propiedades diferentes de los metales.

2.1 Densidad
La densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de demasiado contenida en un determinado volumen de una sustancia. Se expresa como la demasiada de un cuerpo dividida por el volumen que ocupa.

2.2 Punto de fusión
El punto de fusión es la temperatura a la cual encontramos el equilibrio de fases sólido - líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde, hay que destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante.

2.3 Resistencia y dureza
La resistencia de un material expresa su capacidad de no romperse ni deformarse fácilmente cuando se le aplican fuerzas elevadas. En cambio, decimos que un material es duro cuando cuesta mucho rayarlo,cortarlo o agujerearlo. Contrariamente, decimos que el plomo es blando, puesto que se raya con facilidad.

2.4 Tenacidad y plasticidad
Cuando un material se resistente a los golpes,y no se rompe fácilmente, decimos que es tenaz. Decimos que un material es frágil cuando se rompe fácilmente sin deformarse mucho al darle un golpe o de aplicarle una fuerza.

En cambio un material tiene plasticidad cuando es fácil darle formas diversas sin romperlo.

2.5 Ductilidad y maleabilidad
De la plasticidad se derivan dos propiedades más, la ductilidad y la maleabilidad. Cuando un material se fácil estirarlo para darle forma de hilo sin que se rompa decimos que tienen ductilidad. Si es fácil aplastarlo y no se rompe decimos que tiene maleabilidad. El Cobre se muy dúctil y el Aluminio muy maleable.

3 - METALES NO FÉRRICOS Y SUS ALEACIONES

Los metales no férricos son todos los metales que no contienen hierro y sus aleaciones son mezclas de un metal llamado metal base, con otros metales o elementos químicos; para obtener metales con mejores propiedades.

3.1 El cobre

El cobre se un metal de color rojizo muy buen conductor de la electricidad y del calor, resiste bien a la corrosión , y es muy dúctil y maleable.Como inconvenientes, podemos decir, que es más denso, más blando y menos resistente que los metales férricos.

3.1.1 Latón

El latón es un metal de color amarillo reluciente que se obtiene de la aleación entre el cobre y el zinc. Cuando se le añade zinc, el cobre pierde conductividad pero gana resistencia mecánica y dureza ; es más fácil darle forma y se reduce el precio.

3.1.2 Bronce

El bronce es un metal de color anaranjado y reluciente, que se obtiene de la aleación entre el cobre y el estanque.Cuando se le añade estanque el cobre disminuye la conductividad y aumenta el precio, a cambio, aumenta la resistencia mecánica y a la corrosión, la duresa y la facilidad de fundirlo y hacer pesas por enmoldar.

3.2 El aluminio

El aluminio es el metal más abundante de la corteza terrestre,pero es muy difícil separarlo de los elementos químicos con los cuales se encuentra combinado, para obtenerlo hacen falta unas cantidades muy grandes de energía eléctrica.

Tiene un color plateado y reluciente, se muy ligero, buen conductor del calor y de la electricidad, resistente a la corrosión ( excepto al agua salada), dúctil y maleable. Tiene como inconvenientes que no es muy resistente a los esfuerzos mecánicos y es blando.

3.2.1 Aleaciones ligeras

Las aleaciones del aluminio se conocen con los nombres de aleaciones ligeras principalmente porque la principal característica que tienen es la baja densidad; tienen menos conductividad que el aluminio puro pero son más resistentes y duros.

3.3 El estaño

El estaño, formando una aleación con el plomo, se utiliza mucho en soldaduras.También se puede utilizar para recubrir el acero, esto se hace para evitar la corrosión y puede aplicarse a diferentes metales.Cuando utilizamos el estaño para proteger el acero obtenemos el material que se conoce con el nombre de lata.

3.4 El plomo
El plomo se utiliza en la protección contra las radiaciones peligrosas como los rayos X y la radiactividad.

3.5 El zinc

El zinc es muy maleable y resistente a la corrosión pero no tiene mucha resistencia mecánica. Se utiliza para formar aleaciones con el cobre y el aluminio para recubrir acero. Cuando el acero está recubierto con zinc se denomina acero galvanizado.

3.6 El cromo

El cromo resiste muy bien a la corrosión y se utiliza para revestir otros metales con la intención de darles un aspecto decorativo puesto que queda plateado y muy reluciente, y protegerlos de la corrosión.

La técnica de revestimiento con cromo se denomina cromado. También se utiliza para formar aleaciones como el acero inoxidable.

3.7 El titanio

El titanio es un metal ligero y de color gris reluciente. Resulta caro porque su obtención es muy difícil, aún así tiene una gran resistencia a los esfuerzos mecánicos, a la corrosión y a las bajas temperaturas, también tiene una baja densidad.

3.8 Níquel

El níquel es un metal resistente a la corrosión, a la tracción y al desgaste; también se muy maleable y magnético. Se utiliza como revestimiento antioxidante de piezas metálicas, dando un acabado muy reluciente y decorativo.

3.9 Magnesio
El magnesio es un metal muy ligero de baja plasticidad a temperatura ambiente y poco resistente a la humedad. Sobre todo se utiliza en las aleaciones ultraligeras, la industria química y la pirotecnia.

4 - PULVIMETALURGIA

La pulvimetalurgia es una técnica para obtener o dar forma a materiales metálicos a partir de componentes que se funden a temperaturas muy elevadas, que tienen una extremada dureza u otras características especiales que hacen que no sean aplicables a procesos de obtención o conformación tradicional.

Esta técnica consta de tres fases; la obtención de pólvoras, compresión y la sinteritzación.

Las ventajas principales de esta técnica son: que permite obtener piezas a temperaturas bajas (ahorrar energía), producir las piezas directamente con su forma definitiva (proceso rápido), y con un aprovechamiento total del material (ahorro de materia primera y productos).

4.1 Obtención de las pólvoras.

La materia primera que se utiliza son las pólvoras de metales puros, de aleaciones u otros compuestos; para su fabricación existen muchos procedimientos diferentes.

Dentro de los procedimientos mecánicos se encuentra la polvorización y la atomización, mientras que entre los procedimientos físicos y químicos encontramos la reducción de óxidos, la electrólisis, la descomposición térmica y la condensación.

Atomización en estado líquido: El metal fundido se vierte a través de un embudo refractario en una cámara de atomización, haciéndole pasar a través de chorros de agua pulverizada.

Atomización con electrodo fungible (electrólisis): Se colocan barras o láminas como ánodos en un tanque que contiene un electrolito. Se aplica corriente y tras 48 horas se obtiene en los cátodos un depósito de polvo de aproximadamente 2mm. Se retiran los cátodos y se rascan los polvos electrolíticos.

Reducción de óxidos metálicos: Se reducen los óxidos metálicos a polvos metálicos poniéndolos en contacto con el gas reductor a una temperatura inferior a la de fusión.

Pulverización mecánica: Útil en metales frágiles. Se muele el metal o se lima y se lleva a través de un gas, separándose el metal del gas en una corriente turbulenta dentro de un separador ciclónico.

Condensación de vapores metálicos: Aplicable en metales que pueden hervir condensando el vapor en forma de polvo (magnesio, cadmio y zinc)

Descomposición térmica: es la descomposición de un compuesto en otros más simples por acción del calor, ya que hay sustancias que al calentarlas se descomponen.

4.2 Compresión.

Esta es la fase en que las pólvoras son introducidas en un molde con la forma de la pieza que queremos obtener y, mediante presas hidráulicas, se les aplica una presión elevada. Esta compresión hace que las partículas del metal entren en contacto y se produzcan uniones entre los átomos, en un proceso similar a la soldadura en frío.

4.3 Sinterización.

Para aumentar la cohesión y la tenacidad de las piezas comprimidas y conseguir así que se comporten como una masa compacta, se introducen en un horno y son sometidas a temperaturas elevadas, pero inferiores a la temperatura de fusión de los productos utilizados.

Aquí os dejamos un enlace a youtube con un video sobre la sinterización de los metales.
Ha sido subido por TULKAS2303.

http://www.youtube.com/watch?v=Mg3xBZiePpw

FORMULARIO DEL TEMA

1.¿Qué son los metales nativos?

Los metales nativos se encuentran en estado puro en la naturaleza, son una minoría.

2.¿Qué son el mineral, el tipo y la ganga?

De la mina se extrae el mineral, compuesto por el tipo, que es la parte aprovechable, y  la ganga, que es la parte que no contiene metal y no es útil.

3.¿Qué es la reducción por fusión?

La reducción por fusión consiste a fundir el metal y conseguir que se vuelva líquido, extrayendo la ganga que no se ha podido separar durante la concentración, gracias a los productos químicos que se añaden. Esta separación de la ganga produce un residuo denominado escoria; este proceso también necesita mucha energía puesto que sueño necesarias temperaturas muy elevadas para fundir el metal.

4.¿Qué obtenemos al revestir el acero con estaño?

.Cuando utilizamos el estaño para proteger el acero obtenemos el material que se conoce con el nombre de lata.

5.¿Qué son las plasticidad y la tenacidad?

Un material tiene plasticidad cuando es fácil darle formas diversas sin romperlo.
Un material es tenaz cuando es resistente a los golpes, y no se rompre fácilmente.

6.¿Qué son la ductilidad y la amabilidad?

Un material es ductil cuando es fácil estirarlo para darle forma de hilo sin que se rompa en cambio si es fácil aplastarlo y no se rompe decimos que tiene maleabilidad.

7.¿Cuales son las aleaciones del cobre?

La más importantes son el latón y el bronce.

8.¿Cómo se denomina y para que se utiliza la técnica de revestimiento del cromo?

La técnica de revestimiento con cromo se denomina cromado. Se utiliza con la intención de protegerlos de la corrosión, dándoles a la vez un aspecto decorativo, puesto da un acabado plateado y muy reluciente.


9.Nombra qué procesos mecánicos y químicos se utilizan para obtener pólvoras en la pulvimetalurgia.

Los procesos mecánicos són:
- Polvorización
-Atomitazación
Y los químicos:
-Reducción de óxidos
-Electrolisis -Descomposición térmica
-Condensación.


10. La pluvirimetalúrgia también se denomina con el nombre de:
a) Reducción
b) Compresión de pólvoras
c) Metalúrgia de las pólvoras
d) Condesnación de las pólvoras