Extracción y Usos de Metales: Hierro, Aluminio y Cobre

Conceptos Clave en la Extracción de Metales

La mena es la parte del yacimiento que contiene el mineral del cual se extraerá el metal. La ganga, en cambio, es la porción de la mena sin valor económico, que se desecha.

Ejemplos de óxidos minerales: Cuarzo, Cuprita, Magnetita y Casiterita.

Usos Principales de los Minerales

El principal uso de los minerales es la obtención de metales.

En la Edad Media, la metalurgia se enfocaba en el oro y la plata para acuñar monedas, fabricar objetos artísticos y joyas.

Etapas de los Procesos Metalúrgicos

1. Extracción de la mena del yacimiento.
2. Separación de la ganga para obtener el mineral o metal, generalmente mediante un proceso de reducción.
3. Purificación (eliminación de las impurezas del metal).
4. Tratamientos adicionales del metal (por ejemplo, la formación de aleaciones).

Factores a Considerar en la Extracción de Metales

• Localización geográfica del yacimiento.
• Evaluación económica (costos de extracción y valor de mercado).
• Rentabilidad de la ganga o su tratamiento como residuo.
• Impacto ambiental.

Lixiviación con Cianuro: Extracción de Metales Nobles

La lixiviación con cianuro se utiliza para extraer metales nobles (poco reactivos), como el oro. El proceso consiste en disolver el oro en un medio acuoso para separar la solución que lo contiene de otros sólidos. Posteriormente, el oro se recupera mediante electrólisis, utilizando electricidad para inducir reacciones químicas. Se emplea una solución de cianuro de sodio porque el oro no es soluble en agua pura. El cianuro, un potente veneno, forma especies químicas que permiten mantener el oro en solución para separarlo de la ganga.

Impacto Ambiental de la Lixiviación

La lixiviación con cianuro puede causar:

• Deterioro del suelo y áreas de cultivo.
• Alteración de cursos de agua y formación de lagunas con líquidos tóxicos.
• Contaminación del aire, aguas superficiales y subterráneas.
• Eliminación total de la flora.
• Daño a la fauna (ahuyentada o afectada en su salud) por el ruido y la contaminación.
• Enfermedades en humanos, producto de la contaminación del agua.

Metales Específicos: Hierro, Aluminio y Cobre

Hierro

Se encuentra en piedras rojizas. Hace 3000 años, se utilizaba para fabricar armas en la Edad del Hierro. Hasta el siglo XIV, se empleaba principalmente el hierro forjado. En el siglo XVIII, se introdujeron las hornos para calentar y convertir el arrabio, utilizando chorros de aire caliente a 850ºC.

Aluminio

Se encuentra en minerales y rocas como la arcilla. Es dúctil, maleable y buen conductor del calor y la electricidad. Se obtuvo por primera vez en 1827 (Wöhler). En 1886, Hall inventó el proceso electrolítico (1000ºC + corriente eléctrica = aluminio puro). Actualmente, se utiliza en la fabricación de aviones, automóviles, baterías de cocina, pinturas y revestimientos.

Cobre

Se encuentra en minerales, óxidos y sulfuros, y tiene un color rojizo característico. Es un excelente conductor de electricidad, dúctil, maleable y con un bajo costo de producción. Su uso se extendió en el siglo XIX para la fabricación de cables eléctricos. Su proceso de extracción incluye:

1. Flotación.
2. Reacción de la calcocita con O₂ a alta temperatura.
3. Purificación por electrólisis.