Metales no Ferrosos: Clasificación, Obtención y Aleaciones (Cobre y Aluminio)

Clasificación de los Metales no Ferrosos

Los metales no ferrosos se pueden clasificar en tres grupos principales:

• Metales no ferrosos pesados: Su densidad es igual o mayor a 5 gr/cm³. Incluyen el cobre, estaño, plomo, cinc, níquel, cromo y cobalto.
• Metales no ferrosos ligeros: Su densidad está entre 2 y 5 gr/cm³. Los más comunes son el aluminio y el titanio.
• Metales no ferrosos ultraligeros: Su densidad es menor a 2 gr/cm³. El berilio y el magnesio pertenecen a este grupo, aunque el berilio raramente se encuentra en estado puro, sino como componente de aleaciones.

En estado puro, estos metales son blandos y tienen baja resistencia mecánica. Para mejorar sus propiedades, se suelen alear con otros metales.

Cobre: Propiedades y Obtención

El cobre es uno de los metales no ferrosos más utilizados. Tiene un color rojo pardo característico y una alta conductividad eléctrica (solo superada por la plata) y térmica. Es un metal pesado (densidad de 8.95 gr/cm³), dúctil, maleable y muy resistente a la corrosión y oxidación.

Obtención del Cobre

Los minerales más usados para obtener cobre son los sulfuros de cobre, como la calcopirita. También se utilizan minerales de óxido de cobre, como la malaquita y la cuprita. Estos minerales suelen contener hierro.

Existen dos métodos principales para la obtención del cobre:

• Vía húmeda: Se usa cuando el contenido de cobre en el mineral es bajo (menos del 10%). El mineral se tritura, se le añade ácido sulfúrico y se somete la mezcla a electrólisis (aplicación de corriente continua con dos electrodos).
• Vía seca: Se emplea si el contenido de cobre supera el 10%. Consta de las siguientes fases:

1. Trituración, cribado y molienda del mineral hasta obtener un polvo fino.
2. Introducción en un recipiente con agua y agitación para eliminar la ganga (que flota).
3. Oxidación de la mena restante en un horno de pisos para eliminar el hierro.
4. Fusión del mineral de cobre en un horno. Se añade sílice y cal para formar escoria (que contiene azufre y restos de hierro), la cual se elimina. El cobre líquido resultante, llamado cobre bruto, tiene una pureza de aproximadamente el 40%.
5. Refinado electrolítico del cobre bruto para obtener cobre de alta pureza (99.9%).

Aluminio: Obtención y Aleaciones

Obtención del Aluminio

El aluminio se extrae principalmente de la bauxita. El proceso de extracción consta de dos etapas: el proceso Bayer y la electrólisis:

1. Trituración y molienda de la bauxita.
2. Mezcla del polvo con sosa cáustica, cal y agua caliente.
3. Disolución de la bauxita con la sosa y separación de residuos por decantación.
4. Obtención de alúmina (el material útil), eliminando el agua y refrigerando. (Hasta aquí, el proceso Bayer).
5. Disolución de la alúmina en criolita a 1000 °C y electrólisis para descomponerla en aluminio.

Aleaciones del Aluminio

El aluminio se alea con otros metales para mejorar sus propiedades mecánicas. Algunas aleaciones comunes son:

• Con cobre: Duraluminio. Alta dureza, buena maquinabilidad y ligereza.
• Con cinc: Aluminio duro y resistente a la corrosión.

Aplicaciones del Aluminio

• Por su ligereza: industria aeronáutica, automotriz, etc.
• Por su conductividad eléctrica: líneas aéreas de alta tensión.
• Por su resistencia a la corrosión: depósitos de bebidas, baterías de cocina, envasado de alimentos, etc.