Metales y Metalurgia

Metales y Metalurgia

• Los metales tienen múltiples aplicaciones en la industria, transporte, telecomunicaciones, agricultura, construcción y maquinaria.
• Los humanos han utilizado metales desde la antigüedad para satisfacer sus necesidades.
• Las propiedades de los metales son la causa de su amplio uso.

Propiedades de los metales

• Brillo metálico: Los metales tienen un brillo característico.
• Plasticidad: Los metales pueden deformarse permanentemente sin romperse al aplicarles fuerza. Esto permite obtener láminas y alambres.
• Resistencia mecánica: Los metales pueden resistir esfuerzos de tracción, compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.
• Tenacidad: Los metales son resistentes a la rotura por impacto.
• Conductores térmicos, eléctricos y acústicos: Los metales conducen bien el calor, la electricidad y el sonido.
• Densidad: Los metales son más densos y pesados que otros materiales.
• Dilatación y contracción térmica: Los metales se dilatan y contraen al variar la temperatura.
• Oxidación: Muchos metales se oxidan fácilmente, formando una capa de óxido que puede degradarlos.
• Propiedades magnéticas: Algunos metales presentan propiedades magnéticas, atrayendo a otros metales.
• Toxicidad: Algunos metales pueden ser tóxicos para la salud o el medio ambiente.
• Reciclabilidad: La mayoría de los metales son reciclables, permitiéndonos recuperarlos para fabricar nuevos productos.

Metalurgia

• La metalurgia es el conjunto de técnicas y procesos para extraer y obtener metales y aleaciones.
• La materia prima: Los metales se obtienen a partir de fuentes naturales. Algunos metales se encuentran en estado nativo (oro, platino, algo de cobre y plata), pero la mayoría se encuentra en minerales metálicos.

Tipos de minerales metálicos

• Sulfuros
• Óxidos
• Carbonatos
• Halogenuros
• Fosfatos
• Silicatos
• Sulfatos
• Metales sin combinación:
• (Ag, Au, Bi, Cu, Pd, Pt).

Etapas de la metalurgia

• Concentración del mineral: Separar el metal o compuesto metálico del material residual (ganga). Puede ser físico (gravedad, flotación, separación magnética) o químico.
• Tostación o calcinación: Transformar el mineral a óxido para hacer la reducción más fácil.
• Reducción: Convertir el óxido en metal libre. Usar calor o agentes reductores como carbón, hidrógeno o metales.
• Purificación: Eliminar las impurezas del metal obtenido, puede hacerse por electrólisis o métodos químicos.

Reducción con Carbón (Metalurgia del Hierro)

• La obtención de hierro se hace en altos hornos.
• Se introduce mineral de hierro, carbón y piedra caliza.
• Las reacciones químicas y la temperatura permiten extraer el hierro.

Purificación del hierro y obtención de acero

• El arrabio, el material resultante del alto horno, todavía contiene una parte importante de carbono e impurezas.
• Estos se reducen en hornos conversores de oxígeno.
• El ajuste de la composición se completa utilizando hornos de cuchara.
• Electrólisis: un proceso usado en ciertos metales, particularmente en cobre.

Tipos de acero

• Aceros al carbono: contienen principalmente hierro y carbono.
• Aceros de aleación: contienen otros elementos para mejorar sus propiedades, como resistencia, dureza, o resistencia a la corrosión.