Metales: Propiedades, Metalurgia y Aplicaciones

Clasificación de Metales por Densidad

Pesados (Densidad > 5g/cm³)

• Cobre
• Estaño
• Plomo
• Cinc

Ultraligeros (Densidad < 2g/cm³)

• Magnesio
• Berilio

Ligeros (Densidad entre 2-5g/cm³)

• Aluminio
• Titanio

Metalurgia del Cobre

Vía Húmeda (Cu < 15%)

Consiste en disolver el mineral triturado en ácido sulfúrico y sulfuro de hierro III.

Vía Seca (Cu > 15%)

1. Trituración del material
2. Pulverización del mineral
3. Eliminación de la ganga
4. Tostación parcial
5. Formación de la mata: parte que interesa al separar la escoria. Formada por sulfuro de cobre (I) y sulfuro de hierro (II).
6. Oxidación de la mata: el cobre obtenido se llama blister.
7. Reforzamiento del cobre bruto.

Aplicaciones del Cobre

• Aleaciones:
  • Bronce (+ Estaño): Resistencia a la corrosión y mayor dureza.
  • Latón (+ Cinc) / Cuproaluminios (+ Aluminio): Resistencia a la corrosión.
  • Cuproníqueles (+ Níquel): Resistencia a la corrosión.
  • Alpaca (+ Níquel, Cinc, Estaño).
• Cableados y elementos eléctricos.
• Instalaciones de fontanería, calderas, etc.
• En la industria: serpentines, equipos de refrigeración.

Estaño

Blanco plateado / Muy dúctil y maleable / Se extrae de la casiterita.

Metalurgia del Estaño

Reducción pirometalúrgica de la casiterita: En un horno, a alta temperatura, se reduce la casiterita con carbón de coque.

Recuperación electrolítica de la hojalata: Se introduce hojalata y se mezcla con sosa. Luego se separa del estaño el acero. Se recolecta por electrólisis.

Aplicaciones del Estaño

• Aleaciones:
  • Hojalata (+ Acero)
  • Bronce (+ Cobre)
  • Metal de imprenta (+ Plomo, Antimonio)
  • Aleaciones antifricción (+ Plomo, Antimonio, Cobre)
  • Metal de soldar (+ Plomo)
• Industria aeroespacial.
• Insecticidas.

Plomo

Gris azulado / Muy pesado y blando / Resistente a la oxidación.

Metalurgia del Plomo

Se obtiene de la galena. Por tostación del plomo se obtiene monóxido de plomo, se reduce con carbón de coque y se obtiene plomo bruto que se refina para aumentar la pureza.

Aplicaciones del Plomo

• Baterías y componentes eléctricos (fusibles).
• Antiguamente en tuberías.
• Blindaje para radiaciones.
• Aleaciones.
• Componente de pinturas.

Cinc

Blanquiazul / Frágil / Resistente a la corrosión / Baja resistencia mecánica.

Metalurgia del Cinc

1. Se encuentra en forma de óxidos, sulfuros y carbonatos.
2. Se transforman los sulfuros y carbonatos en óxidos:
   • Carbonatos: se calcinan (+ temperatura sin oxígeno).
   • Sulfuros: se tuestan (+ temperatura con oxígeno).
3. Por reducción de los óxidos se obtiene el cinc (spelter).

Aplicaciones del Cinc

• Aleaciones: Latón, bronce de cinc, alpaca, calamina.
• Como capa superficial en otros metales para canalones, etc.

Aluminio

Grisáceo / En forma de óxido "alúmina" / Conductividad eléctrica y térmica elevada / Dúctil y maleable / Gran afinidad por el oxígeno / Resistencia mecánica pequeña.

Metalurgia del Aluminio

Extracción: De la bauxita a alta presión y temperatura sacamos la alúmina y se mezcla con sosa. El producto resultante se calcina y se extrae el metal.

Reducción: Se reduce la alúmina con antracita que se usa como ánodo en una cuba electrolítica. El oxígeno se va al ánodo y el aluminio queda en el cátodo.

Aplicaciones del Aluminio

• Aleaciones:
  • Con cobre: mayor dureza y menor corrosión.
  • Con cinc: mayor dureza y maleabilidad, menor corrosión.
  • Con magnesio: menor densidad y corrosión.
  • Con manganeso: mayor dureza y resistencia mecánica, menor corrosión.
  • Con silicio: mayor dureza y ductibilidad, menor corrosión.
• Por baja densidad en industria aeronáutica y automóvil.
• Cables de alta tensión.
• Envases de líquidos.
• Pinturas para depósitos de líquidos inflamables.
• Como reductor por su gran afinidad por el oxígeno.