cobre portafolio

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 NIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE P ERTO PEÑASCO Técnico Superior niversitario En iner!a " I ICA I PRO#R$ " I % CAREN ORENO TEA$ Portafolio de evidencias Cobre. Presenta$ &éctor anue' #ern(n)e* Pera'ta Ernesto A'onso Ca+ac,o &ern(n)e* L-pe* i.ue' Car'os Va'en*ue'a &ern(n L-pe* Danie' Carri''o Car'os /'vare* Puerto Peñasco, Sonora. Diciembre del 2014.

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  NIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE

P ERTO PEÑASCO

Técnico Superior niversitario En

iner!a

" IICA I

PRO#R$ " I% CAREN ORENO

TEA$

Portafolio de evidenciasCobre.

Presenta$

&éctor anue' #ern(n)e* Pera'ta

Ernesto A'onso Ca+ac,o

&ern(n)e* L-pe* i.ue'

Car'os Va'en*ue'a

&ern(n L-pe*

Danie' Carri''o

Car'os /'vare*

Puerto Peñasco, Sonora. Diciembre del 2014.

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Introducción

El cobre (del latín cŭprum, y éste del griego kýpros),   cuyo símbolo es Cu, es el

elemento químico de número atómico !" #e trata de un metal de transición de

color ro$i%o y brillo  met&lico que, $unto con la plata y el oro, 'orma parte de la

llamada 'amilia del cobre, se caracteri%a por ser uno de los me$ores conductores

de electricidad (el segundo después de la plata)" racias a su alta conductiidad

eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se *a conertido en el material m&s utili%ado

para 'abricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos"

El cobre 'orma parte de una cantidad muy eleada de aleaciones que

generalmente presentan me$ores propiedades mec&nicas, aunque tienen una

conductiidad eléctrica menor" +as m&s importantes son conocidas con el nombre

de bronces  y latones" or otra parte, el cobre es un metal duradero porque se

puede reciclar  un número casi ilimitado de eces sin que pierda sus propiedades

mec&nicas"

-ue uno de los primeros metales en ser utili%ado por el ser *umano en la

pre*istoria" El cobre y su aleación con el esta.o, el bronce, adquirieron tanta

importancia que los *istoriadores *an llamado Edad del Cobre y Edad del /ronce

a dos periodos de la 0ntig1edad" 0unque su uso perdió importancia relatia con el

desarrollo de la siderurgia, el cobre y sus aleaciones siguieron siendo empleados

para *acer ob$etos tan diersos como monedas, campanas y ca.ones" 0 partir del

siglo 232, concretamente de la inención del generador eléctrico  en 4564  por 

-araday, el cobre se conirtió de nueo en un metal estratégico, al ser la materiaprima principal de cables e instalaciones eléctricas"

El cobre posee un importante papel biológico en el proceso de 'otosíntesis de las

plantas, aunque no 'orma parte de la composición de la cloro'ila" El cobre

contribuye a la 'ormación de glóbulos ro$os  y al mantenimiento de los asos

sanguíneos, nerios,  sistema inmunitario  y *uesos  y por tanto es un

oligoelemento esencial para la ida *umana"

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El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos *abituales de la dieta

tales como ostras, mariscos, legumbres, ísceras y nueces entre otros, adem&s

del agua potable y por lo tanto es muy raro que se produ%ca una de'iciencia de

cobre en el organismo" El desequilibrio de cobre ocasiona en el organismo una

en'ermedad *ep&tica conocida como en'ermedad de 7ilson"

El cobre es el tercer metal m&s utili%ado en el mundo, por detr&s del *ierro y el

aluminio" +a producción mundial de cobre re'inado se estimó en 48,5 9t  en el

::;, con un dé'icit de 4:,<= 'rente a la demanda mundial proyectada de

4<,< 9t"

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Cobre

El cobre como sus aleaciones

tienen una buena

maquinabilidad,  es decir, son

'&ciles de mecani%ar " El cobre

posee muy buena ductilidad y

maleabilidad  lo que permite

producir l&minas e *ilos muy

delgados y 'inos" Es un metal

blando, con un índice de

dure%a 6 en la escala de

9o*s  (8: en la escala de

>ickers) y su resistencia a la

tracción es de 4: 9pa, con

un límite el&stico de 66,6 9pa"

 0dmite  procesos de

'abricación  de de'ormación

como laminación  o 'or$a, y

procesos de soldadura  y sus

aleaciones adquieren

propiedades di'erentes con

tratamientos térmicos  como

temple y recocido" En general,

sus propiedades me$oran con

ba$as temperaturas lo que

permite utili%arlo en

aplicaciones criogénicas"

En la mayoría de sus

compuestos, el cobrepresenta estados de o?idación

Níquel  Cobre ! "inc

 

!

Cu#  

In$ormación %eneral

Nombre, símbolo,

n&mero

Cobre, Cu@, !

Serie química 9etales de transición

'ru(o, (eríodo, bloque 44, A, d

)asa atómica ;6,86; u

Con$i%uración

electrónica

B 0r 6d4:As4

Dure*a )o+s 6,:

Pro(iedades atómicas

adio medio 468  pm

-lectrone%atiidad 4,! (auling)

adio atómico  4A8 pm  (Dadio de

/o*r )

adio coalente 465  pm

adio de an der /aals 4A:  pm

-stados de oidación 4, 32, +3, +4

ido +eemente b&sico

1.5 -ner%ía de

ioni*ación

<A8,8 kFGmol

2.5 -ner%ía de

ioni*ación

4!8<,! kFGmol

6.5 -ner%ía de

ioni*ación

6888 kFGmol

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ba$os, siendo el m&s común el , aunque también *ay algunos con estado de

o?idación 4"

E?puesto al aire, el color ro$o salmón, inicial se torna ro$o ioleta por la 'ormación

de ó?ido cuproso  (CuH) para ennegrecerse posteriormente por la 'ormación de

ó?ido cúprico (CuH)"A8 +a coloración a%ul del Cu se debe a la 'ormación del ion

BCu (HI);"A;

E?puesto largo tiempo al aire *úmedo, 'orma una capa ad*erente e impermeable

de carbonato  b&sico  (carbonato cúprico) de color erde y enenoso"A<  Jambién

pueden 'ormarse p&tinas  de cardenillo, una me%cla enenosa de acetatos de

cobre de color er doso o a%ulado que se 'orma cuando los ó?idos de cobrereaccionan con &cido acético,A5 que es el responsable del sabor del inagre y se

produce en procesos de 'ermentación acética" 0l emplear utensilios de cobre para

la cocción de alimentos, deben tomarse precauciones para eitar into?icaciones

por cardenillo que, a pesar de su mal sabor, puede ser enmascarado con salsas y

condimentos y ser ingerido"

+os *alógenos atacan con 'acilidad al cobre, especialmente en presencia de

*umedad" En seco, el cloro y el bromo no producen e'ecto y el 'lúor  sólo le ataca

a temperaturas superiores a 8:: KC"A8  El cloruro cuproso  y el cloruro cúprico,

combinados con el o?ígeno y en presencia de *umedad producen &cido

clor*ídrico, ocasionando unas manc*as de atacamita  o paratacamita, de color 

erde p&lido a a%ul erdoso, suaes y polorientas que no se 'i$an sobre la

super'icie y producen m&s cloruros de cobre, iniciando de nueo el ciclo de la

erosión"A!

+os  &cidos o?&cidos atacan al cobre, por lo cual se utili%an estos &cidos como

decapantes  (&cido sul'úrico) y  abrillantadores  (&cido nítrico)" El &cido sul'úrico

reacciona con el cobre 'ormando un sul'uro, Cu# (Coelita) o Cu# (calcosita) de

color negro y agua" Jambién pueden 'ormarse sales de sul'ato cúprico (anglesita)

con colores de erde a a%ul erdoso"A! Estas sales son muy comunes en los

&nodos de los acumuladores de plomo que se emplean en los automóiles"

Piro metalur%ia

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7ostación

+a tostación, que se reali%a en la e?tracción de cobre, es una o?idación parcial de

los concentrados de los sul'uros de cobre con aire" En la e?tracción piro

metalúrgica se practica tostación preiamente a la 'undición en *ornos de

reerbero y en *orno eléctrico" +os ob$etios sonL

4) Mtili%ar el calor de tostación para secar y calentar la carga antes de ser 

introducida al *orno de 'undición"

) 0umentar la concentración de cobre en el producto de 'undición, o sea, en la

mata liquida"

 El proceso de tostación se llea a cabo en tostadores de *ogar múltiple y de

lec*o 'luidi%ado a temperaturas entre 8:: y <::KC" Normalmente es autógena

pero si los concentrados est&n e?cesiamente *úmedos se puede requerir 

combustibles de *idrocarburos"

+a tostación controlada de concentrados de cobre da como resultado la o?idación

parcial del a%u're a dio?ido de a%u're y la o?idación parcial de sul'uros de *ierro a

sul'atos y ó?idos de *ierro" El gas #H se elimina durante la tostación y los ó?idos

y sul'atos de *ierro se eliminan posteriormente en 'orma de escoria durante la

'usión" +os ó?idos y sul'atos de cobre se 'orman durante la tostación parcial pero

se reducen de nueo a sul'uros dentro del *orno de 'usión"

e$inación electrolítica

El cobre blíster se re'ina electroquímicamente a un producto de una pure%a de

!!,!!=, que sire en la industria eléctrica" or a'ino a 'uego no se puede obtener 

esta pure%a" Cuando el 'in del a'ino al 'uego es obtener &nodos de cobre para el

proceso electrolítico, tal como sucede cuando el cobre contiene la su'iciente

cantidad de plata, oro y metales raros que compensen el gasto de su

recuperación, el a'ino se suspende en un momento bastante aan%ado" Jodo lo

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que se e?ige de los &nodos es que sean lisos, uni'ormes y sobre todo,

consistentes"

+os &nodos de cobre, relatiamente impuros, se sumergen, entre c&todos de

cobre puro, en un electrolito compuesto de sul'ato de cobre y &cido sul'úrico" 0l

pasar la corriente continua, el cobre de los &nodos se disuele y se deposita

sobre los c&todos" 0l mismo tiempo que el cobre, se disuelen las impure%as del

&nodo que est&n por encima del cobre en la serie electroquímica, pero estas no

se depositan sobre el c&todo" Htras impure%as, tales como el plomo, selenio,

teluro, plata, oro y los metales raros, no se disuelen, por ser m&s nobles que el

cobre, y 'orman barros"

+a aplicación de un potencial eléctrico entre un &nodo de cobre y un c&todo de

cobre, ambos sumergidos en una celda que contenga una solución de sul'ato de

cobre acidi'icada, origina que tengan lugar las reacciones y procesos siguientesL

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En resumenL

+a obtención de cobre a partir de mineral de cobre tipo crisola de ba$a ley y que

contiene como principal impure%a ó?idos de *ierro"

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+a li?iiación del mineral crisocola (Cu#iH6"IH) generalmente ocurre en

operaciones de OIeap +eac*ingP" En presencia de &cido sul'úrico se disuele de

acuerdo con la siguiente reacción"

CuSi86.2928s 3 93 ac : Si82.2928s 3 Cu23 ac 3 928l

a) Qescribe que tipo de li?iiación se tiene y los componentes del sistema

+a li?iiación de minerales de cobre consiste en una disolución de los

compuestos de cobre en soluciones &cidas, es un proceso *idrometalúrgico con

agua y &cido sul'úrico concentrado, esta última operación que se conoce ba$o el

nombre de OcuradoP" 9ediante este proceso se *a logrado elear la resistencia del

material mientras se mantiene una buena permeabilidad del lec*o del mineral con

el 'in de alcan%ar alturas de pilas adecuadas, me$orar los índices de recuperación

de cobre" En las operaciones modernas la altura de las pilas suele ariar entre y

5 metros en contraste con la li?iiación en botaderos donde las alturas son

generalmente muc*o m&s altas" En consecuencia, arían también los ciclos de

li?iiación y las posibles e?tracciones de cobre 'inal" En la li?iiación en pilas J+

ocurren ciclos de menos de !: días para minerales o?idados y de A a 45 meses

para los sul'urados, mientras en la li?iiación en botaderos los ciclos pueden durar 

entre y 8 a.os con recuperaciones muy in'eriores" Considerando ariables

tales como 'lu$os de soluciones, concentración de &cido y pI, niel de impure%as

en las soluciones de li?iiación y altura de las pilas" Qesde el punto de ista del

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mineral el grado de trituración es 'undamental para el acceso de las bacterias

*asta las partículas minerali%adas"

Qisolución acidoRbase, li?iiante I#HA (I

 (ac)) que diluye al cobre o?idado que se

encuentra en la estructura de la crisocola, temperatura ambiente, pI acido

(depende de la concentración de I#HA

b) roponer un modelo de potencial mi?to para este sistema

#e tiene un proceso por di'usión anódica y no una reacción química, la reacción

por lo tanto no depende del potencial"

c) STué e?perimentos reali%arías para descartar control por di'usión, reacción

química o di'usión a traés de una películaU S#i se tratara de un problema de

di'usión como descartarías si se trata de di'usión de protones o di'usión de iones

cobreU

El control por di'usión depende de la elocidad de agitación y temperatura por lo

que al aumentar la elocidad de agitación dic*o control se descarta"

El control por reacción química o di'usión a traés de una película se puede omitir 

debido a que en la super'icie del mineral no se 'orma una capa de pasiación

porque no *ay materiales a o?idar o reducir por e$emplo # R que al o?idarse 'orme

# que pueda recubrir al mineral"

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