Metalurgia

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    Parte de la fisicoquímica que se ocupa de la obtención de los metales a partir de los minerales en que ésos se hallan y del estudio de sus propiedades (dureza, resistencias, etc.) a fin de determinar sus características y sus posibles aplicaciones. Cuando se trata del hierro, no se habla de metalurgia, sino de siderurgia.

    Salvo en muy contados casos, los metales no se hallan puros sino combinados en especies químicas (generalmente, sulfuros, óxidos y carbonatos) que constituyen el mineral. Cuando se extrae de sus yacimientos, el producto obtenido tiene dos partes: la mena o especie química propia y la ganga, conjunto de impurezas que acompañan a la mena. La obtención del metal se verifica mediante dos tipos de operaciones: físicas y químicas.

    Las operaciones físicas tienen como objeto separar la mena de la ganga. Hay muy diversos métodos para ello pero uno de los más extendidos es el de flotación, el cual consiste en triturar el mineral y colocarle en unos depósitos de agua en los que se origina una espuma, por inyección de una corriente de aire, la cual arrastra a las partículas de mena mientras que las de ganga caen al fondo. La operación se facilita añadiendo unos aceites especiales, que ayudan a flotar al mineral, y aceite de pino que contribuye a que la espuma formada permanezca estable.

    Terminada esta fase, con lo que se logra la concentración del mineral, éste es sometido a una serie de operaciones químicas que se pueden realizar mediante las llamadas vía húmeda y seca, respectivamente.

    La primera consiste en tratarle con un conjunto de disolventes de variada naturaleza, según la sustancia de que se trate. La segunda, mucho más frecuente que la primera, se basa en aplicar operaciones de tostación, calcinación o reducción:

    • Tostación. Se practica cuando el mineral es un sulfuro. Consiste en calentarle por encima de 900 ºC y en presencia de aire, con lo que se descompone en SO2 y en el óxido del metal en su valencia máxima. Este óxido debe ser sometido posteriormente a reducción.

    • Calcinación. Este método se utiliza cuando el mineral es un carbonato. En él, se calienta el mineral en ausencia de aire, con lo que se logra el óxido del metal y dióxido de carbono.

    • Reducción. Apropiada cuando el mineral es un óxido, consiste en tratarlo con un agente reductor, generalmente carbono o CO, aunque puede usarse muchos otras sustancias para este fin. Con la reducción de un óxido, se logra el metal y dióxido de carbono.

    Al emplear carbono como agente reductor, si el proceso tiene lugar entre los 800 ºC y los 1000 ºC, además del metal se obtiene una mezcla de CO y de CO2. Si la temperatura es superior a los 1000 ºC, se forma únicamente CO.

    No obstante, debe decirse que los óxidos de los metales alcalinos, alcalino – térreos y térreos son muy difíciles de reducir por el carbono, por lo que para lograr sus correspondientes metales debe recurrirse a la electrolisis de sus sales fundidas. Este método de obtención se denomina electrometalurgia

    • Afinado. El metal logrado en la reducción debe ser afinado, es decir debe ser desprovisto de sus impurezas. El afinado puede hacerse por destilación o por medios electrolíticos.

    Otros métodos metalúrgicos son la amalgamación y la sinterización. El primero, típico del oro, se basa en disolver éste en mercurio, formándose así un aglomerado, denominado amalgama, del que se le separa por destilación. El segundo, característico de metales de alto punto de fusión, como el molibdeno o el wolframio, consiste en someter al metal, muy pulverizado, a la acción conjunta de altas presiones y temperaturas, las cuales consolidan las partículas metálicas, permitiendo así la fabricación de piezas,