Propiedades y Metalurgia del Estaño y Cobre: Metales No Ferrosos Esenciales

1. Clasificación de los Metales No Ferrosos

Según su Peso Específico

Los metales no ferrosos se clasifican en tres categorías principales basándose en su densidad:

• Pesados: Densidad igual o mayor a 5 kg/dm³. Ejemplos: Estaño, Plomo, Cinc (Zinc), Cobre, Níquel.
• Ligeros: Densidad entre 2 y 5 kg/dm³. Ejemplos: Aluminio y Titanio.
• Ultraligeros: Densidad menor o igual a 2 kg/dm³. Ejemplos: Magnesio y Berilio.

En general, estos metales son blandos y poseen poca resistencia mecánica. Para mejorar sus propiedades, se suelen alear con otros metales.

2. Metales No Ferrosos Pesados: Estaño y Cobre

Estaño (Sn)

Se trata de un metal relativamente escaso en la corteza terrestre. El mineral de estaño más explotado es la casiterita (SnO₂).

Características del Estaño

• Posee un color muy brillante, aunque a temperatura ambiente se oxida superficialmente y pierde el brillo exterior.
• A temperatura ambiente es muy maleable y blando, lo que permite obtener láminas (hojas).
• En caliente, es frágil y quebradizo.
• Por debajo de los -18 °C, sufre la “peste del estaño” y se convierte en un polvo gris.
• Al doblarse, produce un crujido característico (el “grito del estaño”).

Aleaciones Principales

• Bronce: Aleación de Cobre y Estaño.
• Soldaduras Blandas: Compuestas principalmente por Plomo y Estaño (25-90% de Estaño).
• Aleaciones de Bajo Punto de Fusión: Como el Darzet y el Cerrolow.

Uso Industrial: La Hojalata

Una de las utilizaciones más conocidas del estaño es la hojalata, que consiste en recubrir una chapa de acero con dos capas de estaño puro. Este recubrimiento protege eficazmente al acero de la oxidación.

Proceso de Obtención del Estaño (Refinado)

1. Trituración y Molienda: Trituración y posterior molienda de la casiterita.
2. Separación por Densidad: Se introduce el material en una cuba de agua donde se agita. El mineral de estaño (más pesado) se deposita en el fondo, separándose de la ganga.
3. Tostación: Introducción del mineral en un horno, donde se oxidan los posibles sulfuros de estaño, transformándolos en óxidos.
4. Reducción: Introducción de la mena de estaño en forma de óxido en un horno de reverbero. Se produce la reducción, depositando el estaño fundido en la parte inferior y la escoria en la superior.
5. Refinado Electrolítico: Proceso final para conseguir estaño con una pureza del 99% o superior.

Cobre (Cu)

Los minerales de cobre se encuentran en forma de cobre nativo, sulfuros (como la calcopirita y la calcosina) y óxidos (como la malaquita y la cuprita).

Características Destacadas

• Es extremadamente dúctil y maleable.
• Posee una alta conductividad eléctrica y térmica, siendo fundamental en la industria.

Métodos de Obtención del Cobre

Vía Seca (Pirometalurgia)

Se utiliza cuando el contenido de cobre en el mineral supera el 10%. En caso contrario, se requiere un proceso de enriquecimiento previo.

1. Trituración y Pulverización: El mineral se introduce en la trituradora y luego se pasa por un molino de bolas para pulverizarlo.
2. Concentración (Flotación): Se separa la mena de la ganga. El polvo se introduce en un depósito con agua y se agita; el material pesado se va al fondo.
3. Tostación Parcial: El mineral concentrado se lleva a un horno para oxidar parcialmente los sulfuros, buscando oxidar el hierro, pero no el cobre.
4. Fusión y Reducción: Se introduce el material en un horno de reverbero, donde se funde y se añade un fundente. Este reacciona con el azufre y el óxido de hierro para formar escoria. El cobre obtenido (cobre bruto) tiene una pureza aproximada del 40%.
5. Refinado Electrolítico: Para alcanzar una pureza del 99% o superior, es indispensable un refinado electrolítico posterior.

Vía Húmeda (Hidrometalurgia)

Se emplea cuando el contenido de cobre es inferior al 10%. Consiste en triturar el mineral, añadirle ácido sulfúrico (lixiviación) y, posteriormente, obtener el cobre mediante el proceso de electrólisis.

Aleaciones del Cobre

(Sección introductoria para futuras expansiones sobre aleaciones como el Latón y el Bronce.)