metalurgia

1

Es la ciencia y tecnología de extracción de los metales de sus fuentesnaturales o de los materiales de reciclado y su preparación para usos prácticos

Es una sustancia natural, inorgánica y homogénea de composiciónquímica determinada.

Mineral

Se llama MENA a una asociación de minerales a partir de la cual se obtienen uno o más metales de forma económicamente favorable y GANGA al resto del mineral constituido por las impurezas

METALURGIA EXTRACTIVA

El tanto por ciento del contenido en mena de un mineral se conoce como LEY DEL MINERAL

2

Tipos decombinación

Ejemplos Observaciones

Metales nativos Au, Grupo Pt También Ag, Bi, Hg y Cu aunque deimportancia secundaria

Sulfuros Calcopirita CuFeS2Calcosina Cu2SEsfalerita ZnSGalena PbSPirita de hierro FeS2Cinabrio HgSMolibdenita MoS2Estibina Sb2S3

Óxidos Magnetita Fe3O4Hematites Fe2O3Ilmenita FeTiO3Bauxita Al2O3Casiterita SnO2Periclasa MgOCuarzo SiO2

Menas típicas de Fe, Al, Ti, Cr, Mn, Sn, W,Si, Nb, Ta, U, Th, Lántanidos

CLASIFICACIÓN DE LAS MENAS METÁLICAS

3

Haluros Alcalinos y alcalinoterreos de depósitossalinos y aguas marinas

Sal gema NaCl; silvinita KClcarnalita KCl.MgCl2

fluorita CaF2; Criolita AlF3.3NaF

Importancia en lametalurgia delmagnesio

Oxisales SilicatosBerilio Be3Al2Si6O18; Zircón ZrSiO4

Caolinita Al2(Si2O8)(OH)4espodumen LiAl(SiO2)2

FosfatosMonacita CePO4

Autunita Ca(UO2)2(PO4)2Carbonatos

Siderita FeCO3; Cerusita PbCO3Smithsonita ZnCO3;Malaquita

Cu2(CO3)(OH)2dolomita MgCO3.CaCO3;Caliza CaCO3

Magnesita MgCO3Sulfatos

Yeso CaSO4.2H2O;Epsomita MgSO4.7H2OBarita BaSO4; Anglesita PbSO4

Metalurgias del Be, Li,Zr y Lantánidos

Metalurgias del U ylantánidos

CLASIFICACIÓN DE LAS MENAS METÁLICAS

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Propiedades físicas de los MineralesDurezaPeso EspecificoFusibilidadFracturaExfoliaciónTenacidadColorBrilloTransparencia

Escala Mohs1.Talco2.Yeso3.Calcita4.Fluorita5.Apatita6.Feldespato7.Cuarzo8.Topacio9.Corindón10.Diamante

ExfoliableQuebradizoDúctilMaleableFlexible e inelásticoFlexible y elástico

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OPERACIONES INDUSTRIALES:MecánicasQuímicasElectrometalúrgicas

TRATAMIENTO MECÁNICO

1.-Selección2.-Trituración3.-Tamizado

4.Tratamiento de finos5.-Concentración

2. Trituración: 2.1.Quebrantamiento

Quebrantadora deMandíbulas

Quebrantadora deRodillos

7

2.2.- Trituración2.3.- Molienda

Por compresiónPor abrasión y desgaste

Por impacto

Trituradora deMandíbulas Molino Giratorio

Molino de Rodillos Molino de Barras Molinos Autógenos

8

3. Tamizado:

4.Tratamiento de finos:

BriqueteadoSinterizaciónNodulización

En la siguiente tabla se dan especificaciones de luz de malla de distintos tamicesEspecificaciones DIN Luz de malla en mm Diametro del alambre mm

0,04 DIN 4183 0,04 0,0250,05 DIN 4188 0,05 0,0320,08 DIN 4188 0,08 0,050,1 DIN 4188 0,1 0,0630,5 DIN 4188 0,5 0,3151,0 DIN 4188 1,0 0,632,0 DIN 4188 2,0 1,0

Especificaciones DIN Ancho de laperforación R10

Superficie abiertadel tamiz en mm

Espesor de lachapa

Qd 2 DIN 4187 2 39 1Qd 4 DIN 4187 4 51 1,5Qd 5 DIN 4187 5 51 1,5Qd 8 DIN 4187 8 64 1,5

Qd 10 DIN 4187 10 64 2

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Clasificador de Arrastre

Gruesos Finos

Pulpa

Agua

Lamas

Clasificador de Caja

5.Concentración:5.1.Clasificación:La base de la separación es el tamaño delas partículas

-A igual densidad de las partículas, las más gruesas tienen mayor velocidades de sedimentaciónque las más finas.

-A igual tamaño, las partículas con mayor densidad tienen mayor velocidad de sedimentación.-Las partículas porosas, o con formas irregulares tienen una velocidad de sedimentación menorque las partículas esféricas o compactas con el mismo tamaño y densidad.

-La velocidad de sedimentación de las partículas sólidas disminuye progresivamente al aumentarla densidad o la viscosidad del fluido.

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5.2.Concentración por gravedad: Basada en las densidades delas especies

5.2.1.Separación por medios densosDensidades de distintas especies minerales

Generales Densidad Kg/m3

Hidrocarburos/Carbón ≈ 1000Silicatos 2000-4500

Carbonatos, Fosfatos, Haluros 3000-3500Sulfuros 4000-8000Óxidos 2500-7000

Líquidos más utilizadosComponente Fórmula Densidad Kg/m3

Pentacloroetano CCl3-CHCl2 1500Bromoformo CHBr3 2960Ioduro de metileno CH2I2 3330Solución de Clerici TlCOO/COOH-CH2-COOTl 5200Magnetita Fe3O4 1250-2200Ferrosilicio 2900-3400

5.2.2.Levigación en Jigs y mesas de Sacudida

Sistema tipo Jigs

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5.3.Separación magnética

Electroimán

5.4.Separación Electrostática

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5.5.Separación por Flotación

Pulpa+ aceite

EspumaAireColectores:

a) Aceites y derivados del Petróleob) Ácidos y base orgánicas. Sales.

S CS

ORS P

SOROR

Ej.. Xantatos y Ditiofosfatos

O R

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División de la metalurgia extrativaVia Seca o Pirometalurgia Via húmeda o hidrometalurgia

-Calcinación-Tostación

Oxidante Sulfatante Clorurante Aglomerante Otras

-Fusión Reductora Ultrareductora Neutra Oxidante

-Volatilización Reductora Oxidante De haluros De carbonilos

-Electrólisis ignea-Metalotermia

-Lixiviación Ácida Básica Neutra

-Purificación y/o concentración Métodos químicos convencionales Cementación Resinas de intercambio de ión Extracción con disolventes

-Precipitación Electrólisis Cementación Métodos Químicos

TRATAMIENTO QUÍMICO

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Pirometalurgia: Ventajas y DesventajasVentajas Desventajas• Velocidades de reacción muy grandes• Altas producciones en reactores

relativamente pequeños• Apto para recibir alimentaciones de

minerales complejos.• Idónea para alimentaciones

heterogeneas formadas por mineralesde diversas procedencias.

• No apta para el tratamiento deminerales pobres

• Relativamente mala selectividad y pocaeficacia en reacciones químicas deseparación.

• Procesos que transcurren, a menudo, envarias etapas.

• Problemas medioambientales con losresiduos gaseosos y el ruido.

Hidrometalurgia: Ventajas y desventajasVentajas Desventajas• Posibilidad de tratar minerales pobres e

incluso marginales.• Alta selectividad y alto grado de

separación en las reacciones químicas.• Alta pureza de los productos.• Fácil control y optimización• Ausencia de polución por gases.

• Velocidades de reacción lentas• Poca producción por reactor• Sensible a variaciones en la

composición de la alimentación.• Problemas en la eliminación y

almacenamiento de los residuos sólidosgenerados.

• Problemas con las aguas residuales.

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PROCESOS HIDROMETALÚRGICOSMetalurgia de la plata1) Tostación clorurante 2)Cianuración y 3) Precipitación

Ag + O2 + 4NaCN ⇒ 2 Na[Ag(CN)2] + 2NaOHAgCl + 2NaCN ⇒ Na[Ag(CN)2] + NaClReducción 2Na[Ag(CN)2] + Zn ⇒ Zn(CN)2 + 2Ag + 2NaCN

Metalurgia del oroAmalgamación.Cianuración:

2Au + 4NaCN + H2O + O2 ⇒ 2 Na[Au(CN)2] + 2NaOHEl oro se precipita por adición de ZnReducción 2Na[Au(CN)2] + Zn ⇒ Zn(CN)2 + 2Au + 2NaCN

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Producción de Bauxita

Producción de AluminioProceso: Hall-Herault

Metalurgia del aluminio

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Método Bayer , purificación de bauxitas

Entre las bauxitas destacan: hidrargilita γ-Al2O3.3H2Obohemita γ-Al2O3 .H2O y el diasporo α- Al2O3.H2O.

En el proceso (vía húmeda) de tratamiento con NaOH(NaOH(ac) 50%, 6-8horas, 160-170ºC, 6-7 atm )

En presencia de sílice: SiO6Al2Na2.2H2O insoluble

Al2O3 + 2NaOH ⇒ 2AlO2- (ac)+ 2Na+(ac) + H2O

Fe2O3 + 3NaOH ⇒ Fe(OH)3(s) + H2O

Minerales que acompañan a las bauxitas:Silicatos: Cuarzo SiO2 y caolinita Al4Si4O10(OH)8;

óxidos de hierro Fe3O4, sulfuros de hierro FeS

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O ⇒ 2Na+(ac) + 2[Al(OH)4]-(ac)

Fe2O3 + 3NaOH ⇒ Fe(OH)3(s) + H2O

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1º parte en vía SECAAl2O3 + Na2CO3 ⇒ 2NaAlO2 + CO2Fe2O3 + Na2CO3 ⇒ 2NaFeO2 + CO2SiO2 + CaO ⇒ CaSiO3

AlO2- + 2H2O ⇔ Al(OH)3 + OH-

FeO2- + 2H2O ⇔ Fe(OH)3 + OH-

Calcinación: 2Al(OH)3⇒ Al2O3 + 3H2O

Cristalización2AlO2

-(ac) + CO2 (g)+ 2H2O ⇒ 2Al(OH)3 + CO32-(ac)

Índice de alcalinidad adecuado NaOH/NaAlO2=Na2O/Al2O3

2Na[Al(OH)4](ac) + CO2(g) ⇒ 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O

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Reducción del metal en PROCESOS HIDROMETALURGICOS

ELECTRÓLISIS

Electrolisis de NaCl fundido(-) Cátodo: Na+ + e- ⇒ Na Eºred=-2,71V(+) Ánodo: 2Cl- ⇒ Cl2 + 2e- Eºred=1,36V

Electrolisis de una disolución acuosa de NaCl(-)Cátodo: Na+ + e- ⇒ Na Eºred=-2,71V

2H2O + e- ⇒ H2 + 2OH- Eºred=-0,83V

Ánodo: 2Cl- ⇒ Cl2 + 2e- Eºred=1,36V2H2O ⇒ 4H+ + 4e- + O2 Eºred=1,36V

2H2O + 4Cl- ⇒ H2 + 4OH- + 4H+ + Cl2 Eºcelda=-0,83-(1,36)=-2,19V

2Na+ + 2Cl- ⇒ 2Na + Cl2 Eºcelda=-2,71-(1,36)=-4,07V

Sobrevoltaje: factor cinético, no termodinámico

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Reducción de óxidos metálicos:

Ej: Obtención de aluminio: (criolita Na3AlF6)Al 3+ + 3e- → Al(l). C + 2O2- → CO2(g) + 4e-

y en alguna medida la reduccióndirecta del óxido 2O2- → O2(g) + 4e-

ELECTRÓLISIS

Electrolito Debe ser conductorCon un punto de fusión bajoResistente y duradero a la tpa

de trabajo

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Reducción electrolítica de alúminaCátodo: Al(III) + 3e- ⇒ Al(l). La reacción en el ánodo es la oxidación del ánodo de carbonoC + 2O2- ⇒ CO2(g) + 4e-

Y en alguna medida la reducción directa del óxido 2O2- ⇒ O2(g) + 4e-.

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Productos Secundarios: Obtención de Aluminio

1.-Lodo rojo altamente básico en la purificación de bauxita (Tanques de sedimentación)(relleno de tierras, reutilización en altos hornos)

2.-Fluoruro de hidrógeno gaseoso, cuando la criolita reacciona con rastros de humedad del óxido de aluminio. (las emisiones se absorben en un lecho de filtración)

Al2O3(s) + 6HF(g) → 2AlF3(s) + 3H2O(g)

3.-Óxidos de carbono producidos en el ánodo. (CO y CO2)4.-Fluorocarbonos, producidos por reacción del flúor con el ánodo de carbono.(CFC’s)

AplicacionesAplicaciones

Al3+ + 3e- ⇒ Al Eº= -1,66VFe2+ + 2e- ⇒ Fe Eº= -0,44V

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CEMENTACIÓN

Consiste en introducir en la disolución que contiene el ion metálicoque se quiere reducir un metal menos noble que el, lo que da lugara la descarga de los iones y separación del metal.

Por ejemplo la lixiviación (extracción mediante un líquido de losiones del metal) de minerales oxidados de cobre con disolucionesácidas produce disoluciones de Cu2+ de la que puede cementarseel cobre empleando chatarra de hierro.

Cu2+ + Fe ⇒ Cu + Fe2+

O bien de las disoluciones alcalinas obtenidas al tratar con cianurosalcálinos los minerales de oro y plata, pueden separarse los metalespor el tratamiento con cinc.

2[Ag(CN)2]Na + Zn ⇒ Zn(CN)2 + 2Ag + 2NaCN

Reducción del metal en PROCESOS HIDROMETALURGICOS

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PROCESOS PIROMETALÚRGICOS

Tostación Oxidante2MS + 3O2 ⇒ 2SO2 + 2MOMAs2 + 2O2 ⇒ As2O3 + MO

Tostación clorurante:MS + 2NaCl(l) + 2O2(g)

⇒ Na2SO4(s) + MCl2

TOSTACIÓN

REDUCCIÓN DE CARBONATOS Y SILICATOS METÁLICOS

MCO3 ⇒ CO2 + MOCaCO3 + MSiO3 ⇒ CaSiO3 + CO2 + MO

Como resultado de la tostación se obtienea) MO = Fe2O3, ZnO, CuO; ZnSO4; Fe2ZnO4; MX.b) SO2

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PROCESOS PIROMETALÚRGICOS

REDUCCIÓN DE ÓXIDOS METÁLICOS

MO + R ⇒ M + RO∆G = ∆H - T∆S

Reacción ∆Ho Kcal/mol ∆Ho Kcal/mol.equivOCa + 1/2O2⇒ CaO -151,80 -75,925Be(c) + 1/2O2⇒ BeO -144,220 -72,110Mg + 1/2O2⇒ MgO -144,090 -72,0452Al + 3/2O2⇒ Al2O3 corindón -404,08 -67,346Ba + 1/2O2⇒ BaO -134,590 -67,295Zr + 1/2O2⇒ ZrO2 -262,980 -65,745Ti(α) + 1/2O2⇒ TiO2 rutilo -228,360 -57,090Si + O2⇒ SiO2 cristobalita -228,360 -57,090Mn + 2O2⇒ Mn3O4 corindón -332,400 -41,5502Cr + 3/2O2⇒ Cr2O3 -274,670 -45,7783Fe(α)+ 2O2⇒ Fe3O4 magnetita -268,310 -33,539Fe(α)+ 3O2⇒ Fe2O3 hematites -200,000 -33,330Fe(α)+1/2O2⇒ FeO magnetita -65,320 -32,660C(gráfito)+O2⇒ CO2 (g) -93,690 -23,442C(gráfito)+1/2O2⇒ CO (g) -25,400 -12,700

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DIAGRAMA DE ELLINGHAM

Ecuación de una recta∆Gº = A + BT∆Gº = ∆Hº -T∆Sº

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La pendiente de cada línea es igual al cambio de entropía de la reacción cambiada de signoCuando se produce un cambio de fase se modifica la pendiente de la línea puesto que el

cambio de fase supone una variación en la entropía del sistema.Las líneas poseen pendientes similares, prácticamente son paralelas porque el cambio de

entropía al pasar el oxígeno gas a óxido sólido es similar en todos los casosLa reacción de un metal con oxígeno para formar un óxido sólido produce una disminución

de la entropía porque la estructura del óxido sólido es más ordenada que un metal y un gas. Como consecuencia ∆G aumenta al aumentar la temperatura

Los cambios de pendiente durante la fusión son mucho menores que durante la sublimaciónporque van acompañados de menores cambios de entropía

Cuando una línea alcanza la región de variación de energía libre positiva, el óxido descomponesucede así con Fe2O3 a 1500oC o con Ag2O, HgO a temperaturas inferiores

Cualquier óxido puede ser reducido a una determinada temperatura por todos los elementosque se encuentran por debajo en la gráfica.

La línea que nos indica la formación de CO2 es casi horizontal puesto que el cambio deentropía es prácticamente nulo al transformar un mol de O2 en un mol de CO2.

La línea para la formación de CO tiene pendiente negativa pues en este caso la transformaciónde un mol de oxígeno en 2 moles de CO supone un aumento de la entropía y por tanto unadisminución de la energía libre. Este hecho es de gran interés, ya que todas las demás líneasson interceptadas y por tanto todos los óxidos pueden ser reducidos con carbón a temperaturasmás o menos elevadas..

CO actúa también como especie reductora transformandose en CO2 , es capaz de reducir a todos los óxidos de los metales que se encuentra por encima en la gráfica, a las temperaturasadecuadas en cada caso

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Óxidos de carbono

2CO(g) CO2(g)+C(s)[4]

∆Hº = -172,Kj/mol ∆Sº= -176,5 J.K-1mol-1

Equilibrio de Boudouard

CO2 CO

-86-5652CO(g) + O2(g) 2CO2 (g)[3]+3-393,5C(s) + O2(g) → CO2 (g) [2]

+178-221,02C(s) + O2(g) → 2CO(g) [1]

∆SºJ.K-1mol-1

∆HºKJ.mol-1

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2CO CO2 + C [4]=[2]-[1]

∆Sº= (δ∆Hº/δT)∆Gº= ∆Hº-T∆Sº∆Gº= -RTlnK

2131972046SºJ.K.mol-1CO2COO2C

[3] ∆Sº= -172

[2] ∆Sº= +3

[1] ∆Sº= +178Temperatura K978

∆Gº

(KJ.

mol

-1)

2∆Gº<0 K>0

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En condiciones no estándar2CO + O2 ⇒ 2CO2 ∆G =∆Gº -RTlnPCO2/PCO

∆G =∆Gº -RTlnPO2

2MO + 2CO ⇒ 2M + 2CO2

Influencia de la presión

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∆Gº = A + BT∆Gº = ∆Hº -T∆Sº


2Al + 3/2SiO2⇒ Al2O3 + 3/2Si ∆Go <0

∆Go (SiO2) > ∆Go (Al2O3) ∆Go = ∆Go (Al2O3) - ∆Go (SiO2)

Al + Cr2O3⇒ Al2O3 + Cr ∆Go <0

∆Go (Cr2O3) > ∆Go (Al2O3) ∆Go = ∆Go (Al2O3) - ∆Go (Cr2O3)

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Fe2O3 hematites, Fe3O4 magnetita,2Fe2O3.2H2O limonita, FeCO3 siderosita y FeS2 pirita

Principales minerales de hierroMETALURGIA DEL HIERRO. Ejemplo de reducción carbotérmica

Altos hornos

35-40m1000m3

Cuba

Tragante

Crisol

Etalaje

Base o Solera

Vientre

Vida media = 1,5-2años

Tragante

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Principales reacciones de los altos hornos1).Formación de los agentes reductores gaseosos CO, H2

C(s) + H2O ⇒ CO + H2 (>600ºC) ∆H=+131KJ2C(s) + O2 ⇒ 2CO (1700ºC) ∆H=-221KJC(s) + CO2 ⇔ 2CO ∆H=+41KcalC(s) + O2(g) ⇔ 2CO2 ∆H=-94Kcal

3).Formación de la escoria destinada a eliminar impurezasCaCO3 ⇒ CaO + CO2 (800-900ºC)CaO + SiO2 ⇒ CaSiO3(l) (1200ºC)6CO + P4O10 ⇒ 2Ca3(PO4)2 (1200ºC)

4)Formación de impurezas en el hierroMnO + C ⇒ Mn + CO (1400oC)SiO2 + 2C ⇒ Si + 2CO (1400oC)P4O10 + 10C ⇒ 4P + 10C (1400oC)

2) Reducción de los óxidos de hierroCO + Fe2O3 ⇒ 2FeO + CO2 (900ºC)CO + Fe3O4 ⇒ 3FeO + CO2 (900ºC)FeO + CO ⇒ Fe + CO2 (900ºC)3H2 + Fe2O3 ⇒ 2Fe + 3H2O (900ºC)FeO + C ⇒ Fe + CO a nivel del vientre: 1500ºC 3Fe + C ⇔ Fe3C

Esponja de hierro

Fe2O3,Coque

Aire Aire

Lodos

200ºC

1000ºC

2000ºC

Fe

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ACERO : Producción de acero en Convertidores

El arrabio contiene por lo general las siguientes impurezas:

Carbono: disuelto en el fundido en forma de cementita Fe3C alcanzaalrededor del 4%.

Fósforo: los fosfatos son más fáciles de reducir que los óxidos dehierro y el P se disuelve en el hierro como ferrofosfóro.

Azufre: es otro componente indeseable, se reduce repartiéndose entreel arrabio y la escoria.

Manganeso: Todos los minerales de hierro contienen manganeso, algunos en proporción del 2-3%. A diferencia de los anteriores elmanganeso es un elemento deseable.

Niquel-cobre, pasan al arrabio en su mayor parte.Plomo, funde a 600oC y tiene un peso especifico superior al del Fe.Arsénico. Se encuentra en forma de arseniuro en el mineral, pasa por

completo al arrabio, es una impureza indeseada

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ACERO : Producción de acero en ConvertidoresConvertidor BessemerConvertidor ThomasConvertidor L.DEl método del bajo hogar o Siemens Martins.

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Convertidor BessemerÓxidos Ácidos SiO2Convertidor Thomas

Óxidos Básicos CaO, MgO

Convertidor L.D(Linz Dusenverfahren, lanza de linz)(acero al oxígeno)BOF (basic oxygen furnace)

1)Combustión del S y Si.Si + O2 ⇒ SiO2S + O2 ⇒ SO22)Combustión del CC + 1/2O2 ⇒ CO3)Combustión de P.2P + 5/2O2 ⇒ P2O54)Combustión de FeFe + O2 ⇒Fe2O35)RECARBURACIÓNAdición de ferromanganeso con %C

5m

8-10m

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Dureza a alta temperatura tungsteno, molibdeno, cobalto, vanadio, cromo, manganeso.Resistencia al desgaste por fricción vanadio, tungsteno, molibdeno, cromo, manganeso.Endurecimiento profundo manganeso, molibdeno, cromo, silicio, níquel, vanadio.

Distorsión mínima en el temple molibdeno, Cromo, manganeso. Resistencia al impacto vanadio, tungsteno, molibdeno, manganeso, cromoInercia Química . Titanio

Efecto de los elementos aleantes en las características de los aceros para herramientas

Características Elemento

Aleaciones

Elemento % Propiedades AplicacionesNi 25 TenacidadNi 36 No se dilata acero invarCr -- Dureza placa de blindajeCr y N i 20-8% Resistencia Química Nirosta, acero inoxidableW 15-18% No se destempla acero de giro rápidoCo-W 40-2,5%Magnético Imanes permanentesSi 10-13% Resistencia a los ácidos Aparatos QuímicosTi Inercia química

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Reducción Metalotérmica de ÓxidosDiagrama de Ellingham,

se suele utilizar Si, Ca y sobre todo Al

2Cr2O3 + 3Si ⇒ 4Cr + 3SiO2

Mg, Ca, Sr, Ba, V, Cr etc.

HIDROGENOTERMIAS

W, Mo, Ti, V, Co, Ni, Re

ALUMINOTERMIAS

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METODO KROLL: Reducción de haluros

ZIRCONIO ZrO2 + 2Cl2 + 2C (900°C) ZrCl4 + 2COZrCl4 + 2Mg (1100°C) 2MgCl2 + Zr

Cloración directa:TiO2 + Cl2 + C ⇒ TiCl4 + CO + (COCl2 ,CO2)

En el caso de sulfurosMS + Cl2 ⇒ MCln + S

Se obtienen: Si, Ti, Zr, Hf, Sc, La, V, Nb, Be, K, Rb, Cs etc.

Esto sucede con Ag, Hg, Pb, Cd, Cu, Mn, Ni, Zn, Sn, Fe

2FeTiO3 + 6C + 7Cl2 (900ºC)⇒ 2TiCl4(g) + 2FeCl3 + 6CO(g)TiCl4 + 2Mg (900ºC)⇒ Ti + 2MgCl2

TiO2 + C + Cl2 ⇒ TiCl4 + 2COTITANIO

RUTILOTiO2

45

•Cementación, Au y Ag•Electrólisis, Cu y metales nobles

REFINO DE METALES

CuFeS2, Calcopirita

Cu2+Al6(PO4)4(OH)8· 4H2OAzul turquesa

Ejemplo EXTRACCIÓN DE COBREPIROMETALURGÍA

4CuFeS2(s) + 9O2(g) ⇒ 2Cu2S(l) + Fe2O3(s) + 6SO2(g)

Fe2O3(s) + 3SiO2(s) ⇒ Fe2(SiO3)3(l)

Cu2S(s) + 3O2(g) ⇒ 2Cu2O(s) + 2SO2(g)

Cu2S(l) + 2Cu2O(s) ⇒ 6Cu(l) + SO2(g)

Obtención de la mata de cobre

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HIDROMETALURGÍA

4CuFeS2(s) + H2SO4(ac) + 4O2(g) ⇒2CuSO4(ac) + Fe2O3(s) + 3S(s) + H2O(l)

2H2O(l) ⇒ O2(g) + 4H+(ac) + 4e-

Cu2+(ac) + 2e- ⇒ Cu(s)

REFINO ELECTROLÍTICO

Cu2+(ac) + 2e- ⇒ Cu(s)Cu(s) ⇒Cu2+(ac) + 2e-

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•Descomposición térmica Ej haluros y carbonilosMétodo Mond: Obtención de níquelNi(s) + (CO)(g) ⇒ Ni(CO)4(g)Ni(CO)4(g) ⇒ Ni(s) + 4(CO)(g)

•A nivel de laboratorio. Método Van Arkel-de Boer o método de losyoduros

REFINO DE METALES

TiO2 + I2 ⇒ TiI4(g) + 1/2O2(g)

TiI4(g) ⇒ Ti(s) + 2I2(g)

Método de fusiónpor zonas

metalurgia

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