Unidad V: Metalurgia Extractiva de Minerales

Los reactivos de flotación se utilizan para modificar las propiedades superficiales de los minerales, haciendo que algunos sean hidrofóbicos (repelentes al agua) y otros hidrofílicos (atraídos por el agua).

El espumante ayuda a formar una espuma estable en la superficie de la suspensión, permitiendo que los minerales hidrofóbicos se adhieran y floten.

Los colectores son sustancias orgánicas que se adhieren a los minerales, haciéndolos hidrofóbicos para que floten.

Los depresantes son sustancias químicas que evitan que ciertos minerales floten, haciendo que se hundan.

Las celdas de flotación son los equipos donde se lleva a cabo el proceso de flotación. El aire se inyecta en la suspensión, lo que ayuda a las partículas hidrofóbicas a subir a la superficie.

En la flotación por aire comprimido, el aire actúa como agitador y ayuda a las partículas hidrofóbicas a subir a la superficie.

La siderurgia es la rama de la metalurgia que se enfoca en el procesamiento del hierro para producir acero.

La C.V.G. Siderurgia del Orinoco C.A. es una empresa venezolana que produce acero, involucrada en el proceso siderúrgico.

El acero es una aleación de hierro y carbono con un porcentaje máximo de carbono del 2%.

El acero se clasifica en función de dos criterios: el método de manufactura y la composición química.

Este tipo de clasificación se basa en el método utilizado para producir el acero, por ejemplo: acero Bessemer, acero de horno abierto, acero de horno eléctrico.

El acero se clasifica según el uso final que se le dará, ej. acero de construcción, acero para herramientas.

Este método de clasificación utiliza un sistema numérico para indicar la composición química aproximada del acero, por ejemplo: 10xx para acero al carbono, 20xx para acero al níquel.

La American Iron and Steel Institute (AISI) y la Society of Automotive Engineers (SAE) trabajan juntas para crear especificaciones para los aceros que representan los resultados de un esfuerzo conjunto.

El primer número de la designación numérica de los aceros AISI/SAE indica el tipo de acero, por ejemplo: 1 - acero al carbono, 2 - acero al níquel.

El segundo dígito en la designación numérica de los aceros AISI/SAE indica el porcentaje aproximado del elemento predominante en la aleación. Los dos o tres últimos dígitos representan el contenido medio de carbono, dividido por 100. Por ejemplo, 2520 indica un acero al níquel con alrededor del 5% de níquel y 0,20% de carbono.

El azufre es un metaloide que se combina con el hierro para formar sulfuro de hierro (FeS), un eutéctico de bajo punto de fusión que se concentra en las fronteras de grano, haciendo al acero frágil.

El manganeso ayuda a contrarrestar los efectos negativos del azufre formando sulfuro de manganeso (MnS) en lugar de sulfuro de hierro. MnS puede ser expulsado en la escoria o distribuirse como inclusiones en la estructura del acero.

El manganeso en exceso se combina con el carbono para formar Mn₃C, un compuesto que se asocia con el carburo de hierro (Fe₃C) en la cementita.

El azufre en cantidades elevadas (0.08% a 0.35%) mejora la maquinabilidad del acero. Las inclusiones sulfurosas más numerosas hacen pedazos las rebabas, reduciendo el desgaste de la herramienta.

El manganeso se agrega al acero en cantidades de 0.03% a 1.00% para contrarrestar los efectos negativos del azufre.

El azufre suele estar presente en los aceros comerciales en cantidades inferiores al 0.05%.

El azufre, al combinarse con el hierro, forma sulfuro de hierro (FeS), que se concentra en las fronteras de grano y crea fragilidad en el acero.

El manganeso, al combinarse con el azufre, forma sulfuro de manganeso (MnS), que es menos perjudicial para la estructura del acero que el sulfuro de hierro (FeS).

El níquel es un elemento de aleación común en aceros, conocido por su efecto en la resistencia a la tracción y la tenacidad.

Los elementos de aleación como el cromo, el vanadio y el tungsteno se combinan con el carbono para formar carburos en los aceros.

La presencia de carburos en los aceros afecta la templabilidad, la cual es la capacidad del acero para endurecerse por enfriamiento rápido.

Los carburos son compuestos duros y frágiles que mejoran la dureza y la resistencia al desgaste de los aceros.

El tamaño, la cantidad y la distribución de los carburos determinan en gran medida las propiedades del acero, como su resistencia al desgaste.

Los aceros al níquel (serie 2xxx) son conocidos por su resistencia a la tracción y su tenacidad.

Los elementos de aleación pueden dividirse en dos grupos: los que se disuelven en ferrita y los que se combinan para formar carburos.

El comportamiento de los elementos de aleación afecta las propiedades mecánicas del acero, como la fuerza y la dureza.

El níquel es altamente soluble en ferrita, lo que contribuye a la resistencia y tenacidad del acero.

El níquel retrasa la descomposición de la austenita, lo que permite un tratamiento térmico más efectivo.

El níquel reduce el contenido de carbono del eutectoide, formando una perlita más fina y tenaz.

Los aceros al níquel permiten obtener mayor resistencia con menor contenido de carbono, lo que mejora la tenacidad, ductilidad y resistencia a la fatiga.

Los aceros al níquel son ideales para estructuras de gran resistencia, como forjas y elementos laminados.

Los aceros al 3.5% de níquel se usan para piezas como engranes, tornillos de biela y pernos, debido a su buena carburizabilidad.

Los aceros al 5% de níquel se usan en aplicaciones de trabajo pesado, como engranes para camiones y autobuses, debido a su mayor tenacidad.

El níquel tiene un ligero efecto en la templabilidad pero mejora la tenacidad, especialmente a bajas temperaturas.

Aumenta la resistencia a la corrosión y a la oxidación.

El aluminio, con un contenido de 1.1%, fortalece el acero al aumentar la dureza.

La presencia de cromo aumenta la solubilidad del carbono en austenita.

El cromo incrementa la templabilidad del acero, aumentando la capacidad para endurecerse.

El aluminio, con un contenido de 1.1%, refrena el crecimiento granular en el acero.

El aluminio, con un contenido de 1.1%, se usa para desoxidar al acero, al eliminar el oxígeno.

El aluminio, con un contenido de 1.1%, se emplea en la nitruración del acero, aumentando su dureza en la superficie.

Cromo incrementa la resistencia a la corrosión en el acero, lo hace más resistente a la degradación.