La metalurgia es el proceso de extraer metales puros de sus minerales. Sobre la base de su reactividad, se utilizan métodos para extraer metales de sus minerales. La electrólisis se usa para extraer metales altamente reactivos de sus minerales, mientras que los procesos de calcinación, tostado y reducción se usan para eliminar metales con reactividad media. El tostado y el refinado se utilizan para recuperar metales de baja reactividad de sus minerales. Aunque la mayoría de los metales menos reactivos, como el oro, se encuentran en forma libre, al igual que la plata y el mercurio (como amalgama).
La concentración de minerales se realiza antes de usar todos estos métodos de extracción de metales en función de su reactividad. Muchas impurezas, como fragmentos de roca, arena y otras impurezas, pueden estar presentes en el mineral. Array o calibre se refiere a las impurezas en un mineral. El mineral de concentración se refiere al proceso de eliminar la array o el calibre de un mineral.
Ocurrencia de metales
Algunos elementos, como el carbono, el azufre, el oro y los gases nobles, se encuentran en estado libre en la corteza terrestre, mientras que otros se encuentran en forma mixta. La cantidad de elementos varía. El metal más abundante en el planeta es el aluminio. De hecho, es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre (8,3% aprox. en peso). Se encuentra en muchos minerales ígneos, incluidas la mica y las arcillas.
Muchas piedras preciosas contienen formas impuras de Al 2 O 3 . En la corteza terrestre, el hierro es el segundo metal más abundante. Es un elemento muy importante ya que produce una variedad de compuestos y tiene una amplia gama de aplicaciones. También es uno de los componentes más importantes de los sistemas biológicos. Para obtener un determinado metal, primero debemos buscar minerales, que son componentes químicos que se encuentran naturalmente en la corteza terrestre y se recolectan a través de la minería. Solo unos pocos minerales en los que se puede encontrar un metal son adecuados para su uso como fuente de ese metal. Dichos minerales se conocen como menas.
Un elemento dado se puede encontrar en una amplia gama de compuestos. El método para aislar un elemento de su compuesto debe ser tanto química como comercialmente factible. La bauxita es el material de elección para la extracción de aluminio. El hierro generalmente se extrae de los minerales de rust, que son abundantes y no emiten gases nocivos (como el SO 2 , que es producido por las piritas de hierro).
La metalurgia se refiere al proceso científico y tecnológico completo de aislar el metal de su mineral.
Se utilizan varios principios químicos en la extracción y aislamiento de un elemento de su forma mixta.
Los siguientes son algunos minerales principales de sus correspondientes metales importantes:
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Metal |
minerales |
| Aluminio | bauxita, caolinita |
| Hierro | Hematites, Magnetita, Siderita, Pirita de Hierro |
| Cobre | Pirita de cobre, malaquita, cuprita, mirada de cobre |
| Zinc | Blenda de zinc, calamina, zincita |
Concentración de minerales
Concentración, aderezo o beneficio son términos utilizados para describir el proceso de eliminación de elementos no deseados (como arena, arcilla y otros minerales) del mineral.
Los minerales se clasifican y trituran hasta un tamaño aceptable antes de concentrarlos. La concentración de minerales conlleva múltiples procesos, cuyo orden está determinado por las variaciones de los atributos físicos entre el complejo metálico y la ganga. Se tiene en cuenta el tipo de metal, las instalaciones disponibles y las variables ambientales. Las siguientes son algunas de las técnicas de concentración de minerales más importantes.
Lavado Hidráulico
Esto se debe a que las partículas de mineral y ganga tienen diferentes gravedades. Como resultado, es un tipo de separación por gravedad. El mineral en polvo se lava con una corriente ascendente de agua corriente en una de esas operaciones. Las partículas de ganga más ligeras se lavan, dejando atrás los minerales más pesados.
Separación magnética
Esto se debe a cambios en las características magnéticas de los componentes del mineral. Si el mineral o la ganga (uno de estos dos) pueden ser atraídos por un campo magnético, tales separaciones pueden realizarse (p. ej., en el caso de los minerales de hierro). Una cinta transportadora transporta el mineral molido, que pasa por un rodillo magnético.
Método de flotación de espuma
La ganga de los minerales de sulfuro se elimina mediante este proceso. El mineral en polvo se suspende en agua durante este procedimiento. Se complementa con colectores y estabilizadores de espuma. Los colectores (p. ej., aceites de pino, ácidos grasos, xantatos, etc.) mejoran la no humectabilidad de las partículas minerales, mientras que los estabilizadores de espuma (p. ej., cresoles, anilina) mantienen la espuma estable. Los aceites mojan las partículas minerales, mientras que el agua moja las partículas de ganga. Una paleta giratoria agita y succiona aire a la mezcla. Como resultado, se forma una espuma que lleva consigo las partículas minerales.
La espuma es mínima y se elimina fácilmente. Luego, las partículas de mineral se secan para su recuperación. La separación de dos minerales de sulfuro a veces se puede hacer cambiando la proporción de petróleo a agua o utilizando depresores. El depresor utilizado en un mineral que contiene ZnS y PbS, por ejemplo, es NaCN. Prohíbe selectivamente que ZnS llegue a la espuma mientras permite que PbS lo haga.
lixiviación
Si el mineral es soluble en un solvente adecuado, con frecuencia se utiliza la lixiviación. El proceso se demuestra en los siguientes ejemplos:
Lixiviación de alúmina a partir de bauxita
El principal mineral de aluminio es la bauxita. Las impurezas como SiO 2 , rusts de hierro y rust de titanio (TiO 2 ) son comunes. Para concentrarlo se usa calentar el mineral en polvo con una solución concentrada de NaOH a 473–523 K y 35–36 bar de presión. La digestión es el término para este procedimiento. Al 2 O 3 se extrae como aluminato de sodio de esta manera. La impureza SiO 2 también se disuelve, dando como resultado silicato de sodio. Otros contaminantes quedan en el proceso.
Al 2 O 3 (s) + 2NaOH(aq) + 3H 2 O(l) → 2Na[Al(OH) 4 ](aq)
Al pasar gas CO 2 a través de la solución, el aluminato de sodio se neutraliza y el Al 2 O 3 hidratado se precipita. Una pequeña cantidad de Al 2 O 3 hidratado recién preparado se agrega a la solución en este punto. Esto se conoce como siembra. Es la causa de la precipitación.
2Na[Al(OH) 4 ](aq) + 2CO 2 (g) → Al 2 O 3 .xH 2 O(s) + 2NaHCO 3 (aq)
La solución contiene silicato de sodio y la alúmina hidratada se filtra, se seca y se calienta para obtener Al 2 O 3 puro .
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: Nombre algunos minerales de hierro.
Responder:
Los minerales de hierro son hematita, magnetita, siderita y pirita de hierro.
Pregunta 2: ¿Qué son los minerales?
Responder:
Para obtener un determinado metal, primero debemos buscar minerales, que son componentes químicos que se encuentran naturalmente en la corteza terrestre y se recolectan a través de la minería. Solo unos pocos minerales en los que se puede encontrar un metal son adecuados para su uso como fuente de ese metal. Dichos minerales se conocen como menas.
Pregunta 3: Defina metalurgia.
Responder:
La metalurgia se refiere al proceso científico y tecnológico completo de aislar el metal de su mineral.
Pregunta 4: ¿Qué es el beneficio?
Responder:
Benefacción es un término que se utiliza para describir el proceso de eliminación de elementos no deseados (como arena, arcilla y otros minerales) del mineral.
Pregunta 5: ¿En qué principio se basa el lavado hidráulico?
Responder:
Se basa en las diferencias de gravedad del mineral y de las partículas de ganga.
Pregunta 6: ¿En qué principio se basa la separación magnética?
Responder:
Se basa en los cambios en las características magnéticas de los componentes del mineral.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA