Estructura Terrestre, Propiedades de Materiales y Procesos de Extracción de Metales

Componentes Planetarios y Propiedades de la Materia

Estructura de la Tierra

Se mencionan componentes clave de la estructura terrestre:

• Hidrosfera/Atmósfera: Contiene vapor de agua, el ozono (con diversas utilidades) y diferentes óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros.
• Litosfera: Se divide en dos capas principales:

Capa Basáltica o SIMA

SIMA (silicatos y magnesio): Está formada por roca basáltica rica en silicatos de magnesio, principalmente, así como de hierro y calcio. Sobre esta capa se asientan los océanos.

Capa Granítica o SIAL

SIAL (predomina silicatos y aluminio): Está formada por roca granítica, rica en silicatos de aluminio, principalmente, además de hierro, calcio y muchos otros minerales. Es considerada la capa intermedia.

Propiedades Físicas de los Materiales

Propiedades Térmicas y Eléctricas

1. Conductividad térmica: Capacidad para transmitir el calor.
2. Propiedades Eléctricas y Mecánicas.

Propiedades Mecánicas

1. Resiliencia: Es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.
2. Maleabilidad: Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse, obteniendo láminas.
3. Resistencia: Es la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir, a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.
4. Elasticidad: Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él.
5. Ductilidad: Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse, obteniendo hilos (ejemplo: Cobre).

Procesos de Extracción y Producción Industrial

Proceso de Extracción del Cobre Oxidado

1. Lixiviación: El material mineralizado se riega con agua y ácido sulfúrico, lo que disuelve el cobre formando una solución de sulfato de cobre, que luego se purifica y concentra.
2. Electroobtención: Se separa un compuesto (cobre) de los otros utilizando electricidad, obteniendo cátodos de alta pureza (99,99%).
3. Cátodos: Se seleccionan los mejores cátodos, estos son apilados, pesados y embalados para su despacho, el cual se realiza mediante trenes y camiones a los puertos de embarque.

Proceso de Extracción de Cobre Sulfurado

1. Molienda: Con molinos se reduce el tamaño del mineral, formando una pulpa con agua y reactivos.
2. Flotación: Se forma una espuma que atrapa al cobre; luego esta se seca para obtener concentrado de cobre y continuar su purificación.
3. Fundición: Se separa el cobre de otras impurezas en hornos a altas temperaturas. Luego se obtiene cobre RAF (refinado a fuego), el cual es moldeado en placas llamadas ánodos.
4. Electrorefinación: Los ánodos se llevan a celdas electrolíticas para su refinación. De este proceso se obtienen cátodos de alta pureza (99,99% de cobre).

Obtención de Otros Elementos y Compuestos

Extracción de Yodo

El yodo se extrae por reacción del $\text{Ca}(\text{IO}_3)_2$, de salmueras calientes acidificadas con ácido clorhídrico y haciendo pasar una corriente de cloro para liberar el yodo, por extracción de las cenizas de algas, etc. El yodo ultra puro se obtiene por reacción de yoduro potásico con sulfato de cobre.

Producción de Amoníaco

El amoníaco se produce naturalmente en la descomposición de la materia orgánica (por bacterias que se encuentran en el suelo, que degradan la materia proveniente de desechos de animales y plantas, etc.). O bien, es producido a nivel industrial (se consigue por medio de la combinación entre el nitrógeno y el hidrógeno).

Obtención de Ácido Sulfúrico

La obtención del ácido sulfúrico se realiza a partir del $\text{SO}_2$, este se oxida a $\text{SO}_3$ y se consigue al reaccionar con el agua. Existen dos métodos para obtenerlo: método de contacto (mayor pureza) y método de cámaras de plomo (más costoso).

Producción de Acero

Para conseguir el acero es necesario someter a altas temperaturas en un horno convertidor: arrabio, chatarra de hierro, fundente y oxígeno, el cual debe ser inyectado. También son resultantes escorias, las que son eliminadas por medio de un proceso de colado.