METALES NO FERROSOS

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INTRODUCCIÓN
El trabajo consiste en el desarrollo de una webquest en la cual se citen diversos tipos de informaciones acerca del material tratado, como lo son, sus características principales, sus usos y aplicaciones, propiedades, sus obtención, procesado y comercialización en el ámbito de la industria, además hablaremos de las medidas utilizadas en dicho material para la protección del medio ambiente


Estas actividades buscan afianzar y profundizar los conocimientos adquiridos anteriormente, buscando que el alumno adquiera bases sobre el tema a discutir.
ACTIVIDAD
  1. Articular, considerar y acomodar distintos puntos de vista, para realizar un consenso entre las partes dentro del mismo grupo de wiki.
  2. Actuar como periodistas que cubren un acontecimiento, recolectando hechos y organizándolos de nuevo en un reportaje o noticia, sobre el tema tratado anteriormente.


METALES NO FERROSOS
Comprende todos los metales a excepción del hierro Su utilización no es tan masivas como los productos férreos (hierro, acero y fundición) pero tienen una una gran importancia en la fabricación de gran cantidad de productos, por propiedades como, en ocasiones:
  • el bajo [[#|peso]] específico
  • la resistencia a la oxidación condiciones ambientales normales la fácil manipulación y mecanizado.

Las aleaciones de productos no ferrosos tienen gran cantidad de aplicaciones:
  • monedas (fabricadas con aleaciones de cobre, níquel y aluminio)
  • filamentos de bombillas (de wolframio)
  • material de soldadura de componentes electrónicos (estaño-plomo)
  • recubrimientos (cromo, níquel, cinc)

En general, los metales no ferrosos son blandos y tienen poca resistencia mecánica. Para mejorar sus propiedades se alean con otros metales.
Atendiendo a su densidad, se pueden clasificar en:
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Los metales no ferrosos, ordenados de mayor a menor utilización, son:
  • cobre (y sus aleaciones)
  • aluminio
  • estaño, plomo
  • cinc
  • níquel
  • cromo
  • titanio
  • magnesio

ESTAÑO
Es un metal bastante escaso en la corteza terrestre. Suele encontrarse concentrado en minas, aunque la riqueza suele ser bastante baja
Características
El estaño puro tiene un color muy brillante.
A temperatura ambiente se oxida perdiendo el brillo exterior, es muy maleable y blando, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de algunas décimas de milímetro de espesor.
En caliente es frágil y quebradizo.
estaño.pngaleaciones_del_estaño.png


OBTENCIÓN DEL ESTAÑO
La casiterita se tritura (1) y muele (2) en molinos adecuados.
Se introduce en una cuba con agua (3) en la que se agita. Por decantación, el mineral de estaño (que es más pesado), se va al fondo y se separa de la ganga. Se introduce en un horno (4), donde se oxidan los posibles sulfures de estaño que hay en el mineral y se transforman en óxidos. La mena de estaño, en forma de óxido, se introduce en un horno de reverbero (5) donde se produce la reducción (transformación de óxido de estaño a estaño), Depositándose el estaño en la parte inferior y la escoria en la superior.Finalmente, para obtener un estaño con porcentaje del 99% es necesario someterlo a un proceso electrolítico (6)

obtencion_del_estaño.png

COBRE


Los minerales de cobre más utilizados en la actualidad se encuentran en forma de:

  • Cobre nativo
  • sulfuros:
calcopirita S2CuFe
calcosina Scu2

  • óxidos
cuprita Cu2O
malaquita CO3Cu-Cu(OH)2

cobre.png
CARACTERÍSTICAS
Es muy dúctil (se obtienen hilos muy finos) y maleables (pueden formarse láminas hasta de 0,02 mm de espesor).
Posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
Oxidación superficial (verde)
CONRE.png








OBTENCIÓN DEL COBRE
  • Existen dos métodos de obtención del cobre: por vía húmeda y por vía seca.
  • Proceso de obtención del cobre por vía húmeda.
Se emplea cuando el contenido en cobre del mineral es inferior al 10%.
El procedimiento consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico.

Luego, mediante un proceso de electrólisis, se obtiene el cobre.

  • Proceso de obtención del cobre por vía seca
se utiliza cuando el contenido de cobre supera el 10%. En caso contrario, será necesario un enriquecimiento o concentración.
Es el proceso que más se emplea y es análogo al usado para el estaño.

obtencion_del_cobre.png


a) El mineral de cobre (1) se tritura (2) y se pulveriza en un molino de bolas (3), un cilindro con agujeros muy finos, por donde saldrá el mineral pulverizado, con unas bolas de acero.
b) Para separar la mena de la ganga, se introduce el mineral en polvo en un depósito lleno de agua (4) y se agita. El mineral, más pesado, se irá al fondo, mientras que la ganga flotará y se sacará por arriba.
c) El mineral concentrado se oxida parcialmente (sólo el hierro, no el cobre) en un horno
(5). Se suele colocar en una cinta transportadora metálica que se mueve lentamente al mismo tiempo que se calienta la mena. Así se consigue separar el hierro del cobre.
d) Se funde en un horno de reverbero (6), añadiéndole fundente (sílice y cal) para que reaccione con el azufre y el óxido de hierro y forme la escoria. El cobre aquí obtenido (7) tiene una pureza aproximada del 40 % y recibe el nombre de cobre bruto o cobre blíster.
Si se quiere obtener un cobre de pureza superior al 99,9 % (9), es necesario un refinado en electro lítico en la cuba (8)




ALEACIONES DEL COBRE
aleaciones_del_cobre.png





CINC

Es conocido desde la más remota antigüedad, pero no se consiguió aislarlo de otros elementos y, por tanto, obtenerlo en estado puro hasta el siglo XVII.
Los minerales más empleados en la extracción del cinc son:

  • blenda (SZn 40 a 50% de cinc)
  • calamina (SiO4Zn2-H2O menor del 40% de cinc)

cinc1.png
Características fundamentales del cinc
  • Color blanco azulado
  • Es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales.
  • Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales.
  • A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150 °C es muy maleable.cinc2.png

















aplicaciones_del_cinc.png

APLICACIONES DEL CINC
  1. En forma de chapas de diferentes espesores
  • Recubrimiento de tejados
  • Canalones, cornisas, así como tubos de bajada de agua y depósitos.
  • Recubrimiento de pilas


  1. En barras y lingotes:
  • Ánodos de sacrificio en depósitos de acero y cascos de buques:


  1. Recubrimiento de piezas
  • Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrólisis, un metal con una capa muy fina de cinc (unas 15 milésimas de milímetro).
  • Galvanizado en caliente: la pieza se introduce en un baño de cinc fundido. Una vez enfriada, el cinc queda adherido y la pieza protegida.
  • Metalizado: se proyectan partículas diminutas de cinc, mezcladas con pintura, sobre la superficie a proteger.
  • Sherardización: consiste en recubrir con polvo de cinc una pieza de acero e introducirla en un horno. Por el calor, el cinc penetra en el acero


  1. Óxidos de cinc
  • Bronceadores, desodorantes, etcétera.
  • Colorantes, pegamentos, conservantes, etcétera.






PLOMO
Se empieza a utilizar, aproximadamente, en el año 5000 a. C., adquiriendo gran importancia durante el periodo romano y a partir del siglo xix.
Contienen plomo los minerales:
  • Galena SPb (el más empleado)
  • Cerusita CO3Pbplomo.png
  • Anglesita SO4Pb


El plomo posee las siguientes características:
  • De color grisáceo-blanco muy brillante cuando está recién cortado.
  • Muy blando y maleable
  • Buen conductor térmico y eléctrico
  • Se oxida con facilidad, formando una capa de carbonato básico que lo autoprotege.
  • Reacciona con los ácidos lentamente o formando capas protectoras (oxidación superficial)
  • Resiste bien a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
  • Forma compuestos solubles venenosos Pb(OH)2


OBTENCIÓN DEL PLOMO
La obtención del plomo consta básicamente de cuatro fases:


obtencion_del_plomo.png





APLICACIONES DEL PLOMO

Por su capacidad de resistir bien a los agentes atmosféricos y químicos el plomo tieneaplicaciones_del_plomo.png
multitud de aplicaciones, tanto en estado puro como formando aleaciones.

  • En estado puro:
- Óxido de plomo. Usado para fabricar minio (pigmento de pinturas antioxidantes).
- Barreras ante radiaciones nucleares (rayos X)
- Cristalería
- Tubo de cañerías (prácticamente en desuso).
- Revestimiento de cables
- Baterías y acumuladores

  • Formando aleación:
- Antidetonante en gasolina plomo tetraetilo Pb(C2H5)4 (en desuso)













OTROS METALES NO FERROSOS





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CROMO

  • Tiene un color grisáceo acerado.
  • Es muy duro y tiene un gran acritud.
  • Resiste muy bien la oxidación y corrosión.
  • Se emplea como:
- cromado brillante: para objetos decorativos.
- cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.



Aleaciones:
Soldadura blanda, a base de plomo y estaño empleado como material de aportación.
Fusibles eléctricos






NÍQUELNIQUEL.png

  • Tiene un color plateado brillante y se puede pulir muy fácilmente.
  • Es magnético (lo atrae un imán como si fuese un producto ferroso).
  • Es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
  • Se emplea:
- Para fabricar aceros inoxidables (aleado con el acero y el cromo).
- En aparatos de la industria química.
- En recubrimientos de metales (por electrólisis).













ALUMINIO
  • aluminio.pngEs el metal más abundante en la naturaleza. Se encuentra como componente de arcillas, esquistos, feldespatos, pizarras y rocas graníticas si hasta constituir el 8 % de la corteza terrestre.
  • No se encuentra en la naturaleza en estado puro si no combinado con el oxígeno y otros elementos.
  • El mineral del que se obtiene el aluminio se llama bauxita Al2O3- 2H2O, que está compuesto por alúmina y es de color rojizo.



Características del aluminio
  • Es muy ligero e inoxidable al aire, pues forma una película muy tina de óxido ( de aluminio (Al2O3) que lo protege.
  • Es buen conductor de la electricidad y del calor. Se suele emplear en conducciones

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL ALUMINIO

El método Bayer es el más empleado por resultar el más económico. Consta de dos
fases:

  • Obtención de la alúmina (primera fase)
  1. La bauxita se transporta desde la mina al lugar de transformación (cerca de puertos, ya que la mayoría se importa).
  2. Se tritura y muele hasta que queda pulverizada.
  3. Se almacena en silos hasta que se vaya a consumir.
  4. En un mezclador se introduce bauxita en polvo, sosa cáustica, cal y agua caliente. Todo ello hace que la bauxita se disuelva en la sosa.
  5. En el decantador se separan los residuos (óxidos que se hallan en estado sólido y no fueron atacados por la sosa).
  6. En el intercambiador de calor se enfría la disolución y se le añade agua.
  7. En la cuba de precipitación, la alúmina se precipita en el fondo de la cuba
  8. Un filtro permite separar la alúmina de la sosa.
  9. La alúmina se calienta a unos 1200°C en un horno, para eliminar por completo la humedad.
  10. En el refrigerador se enfría la alúmina hasta la temperatura ambiente.
obtencion_del_aluminio.pngobtencion_del_aluminio_2.png
  • Obtención del aluminio (segunda fase)

11. Se disuelve la alúmina en criolita fundida (F6AlNa3), que protege al baño de la oxidación, a una temperatura de unos 1 000 °C, y se la somete a un proceso de electrolisis que descompone el
material en aluminio y oxígeno.















  • La obtenciónobtencion_del_aluminio_en_partes.png del aluminio a partir de la bauxita, precisa de gran cantidad de energía, por lo que es importante su reciclado.

















APLICACIONES DEL ALUMINIO
El aluminio se utiliza normalmente aleado con otros metales con objeto de mejorar su
dureza y resistencia. Pero también se comercializa en estado puro.

aplicaciones_del_aluminio.png

Presentación comercial
  • forma_de_aluminio.png


  • alambres de diferentes diámetros
  • chapas
  • perfiles y barras de diferentes
  • Secciones
















TITANIO

  • Se encuentra abundantemente en la naturaleza, ya que es uno de los componentes de casi todas las rocas de o
  • rigen volcánico que contienen hierro.titanio.png
  • En la actualidad, los minerales de los que se obtiene el titanio son el rutilo y la ilmenita.
Características fundamentales del titanio:
  • Es un metal blanco plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable.
  • Las propiedades mecánicas son análogas, e incluso superiores, a las del ace-ro, pero tiene la ventaja de que las conserva hasta los 400 °C.










PROCESO DE OBTENCION DEL TITANIO
obtencion_titanio.png
  • Es un proceso complejo que encarece extraordinariamente el producto final. Se emplea casi exclusivamente el método Kroll, que consta de tres fases:






















MAGNESIO
Los minerales de magnesio más importantes son:
  • magnesio.png carnalita (es el más empleado y se halla en forma de cloruro de magnesio, que se obtiene del agua del mar)
  • dolomita
  • magnesita.



Características del magnesio
  • Tiene un color blanco, parecido al de la plata.
  • Es maleable y poco dúctil.
  • Es más resistente que el aluminio.
  • En estado líquido o en polvo es muy inflamable ( flash de las antiguas cámaras de fotos).





PROCESO DE OBTENCIÓN DEL MAGNESIO

Existen dos métodos, dependiendo del mineral de magnesio:




obtencion_del_magnesio_1.png obtencion_del_magnesio_2.png









IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

La evaluación y valoración del impacto ambiental producido por la extracción, transformación, fabricación y reciclado de productos no ferrosos constituye una técnica generalizada en todos los países industrializados y, especialmente en la Unión Europea.
  1. Durante la extracción de los minerales. Si esta extracción se realiza a cielo abierto, el impacto todavía puede ser mayor, ya que puede afectar a determinados habitáts.
  2. Durante la obtención de los distintos metales. Tenemos diversos tipos de impactos.impacto_medioambiental.png
  3. Durante el proceso de reciclado. El impacto ambiental es mucho menor, pero también IMPORTANTE


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PRESENTACIONES COMERCIALES

  • Desde el punto de vista industrial, las presentaciones comerciales más usuales son:


presentaciones_comerciales.png



RECURSOS
-http://books.google.com.co/books?id=LKffqS-udCgC&pg=PA161&dq=metales+no+ferrosos&hl=es&ei=47ZbTvnRDJDrgQfKnOCDDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDYQ6AEwAw#v=onepage&q=metales%20no%20ferrosos&f=false


-http://books.google.com.co/books?id=tcV0l37tUr0C&pg=PA131&dq=metales+no+ferrosos&hl=es&ei=47ZbTvnRDJDrgQfKnOCDDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CC0Q6AEwAQ#v=onepage&q=metales%20no%20ferrosos&f=false


-http://books.google.com.co/books?id=SVBGgraQiREC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false


EVALUACIÓN
1. ¿Qué aplicaciones tienen los metales no ferrosos? Mencione 3 y de ejemplos

monedas (fabricadas con aleaciones de cobre, níquel y aluminio)
filamentos de bombillas (de wolframio)
material de soldadura de componentes electrónicos (estaño-plomo)
recubrimientos (cromo, níquel, cinc)

2. Según su densidad estos materiales ¿en que se clasifican?

Pesados, ligeros y ultraligeros

3. Teniendo en cuenta la estructura de dichos materiales, ¿Cuál es el procedimiento para definir del todo algún tipo de material ferroso (cinc, titanio, etc)

-Propiedades
-Obtencion
-Aleaciones
-Aplicación

4. ¿Cuáles son las aleaciones mas importantes del estaño?

Bronce, soldaduras blandas, aleaciones de bajo punto de fusión

CONCLUSIÓN

Al terminar esta unidad hemos dejado claro cuáles son los metales no ferrosos, que los identifica, que los caracteriza, como están formados y que tipo de utilidad tienen ellos para nosotros, en nuestro diaria vivir como el cinc, poco alterable, se utiliza para los canalones y las cubiertas de las casas. El aluminio está presente en ventanas, puertas y portones gracias a su resistencia a la intemperie. El cobre es inalterable al agua y al vapor de agua. El acero galvanizado, acero recubierto, se utiliza para puertas de garajes y barandillas. Estos son algunos de los metales no ferrosos y algunas de las utilizaciones que podemos tener con ellos, ya esto desarrollado en nuestro webquest.