metalurgia_unmsm_01

8/6/2019 METALURGIA_UNMSM_01

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERAMETALRGICA

Introduccin a laMetalrgica

Ing. Rosa Amelia Coronado Falcn M.Sc.R.A. Coronado F.

[email protected]


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METALURGIA

DEFINICIN:

Es el arte o la ciencia que tiene por objeto la

obtencin econmica de los minerales a partir de susmenas en que estn contenidos, y la produccin ytratamiento de las aleaciones que forman los metales.

R.A. Coronado [email protected]


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Ciencia aplicada cuyo objeto es el estudio de lasoperaciones industriales tendientes a la preparacin,tratamiento (fsico y/o qumico) y produccin de metales y

sus aleaciones. En trminos generales, la tcnicametalrgica comprende las siguientes fases: Obtencin delmetal a partir de uno de sus minerales (mena) Afino opurificacin del metal. Preparacin de aleaciones.

Tratamientos mecnicos, trmicos o termoqumicos parasu mejor utilizacin.



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HISTORIA:

Los primeros intentosfueron 4000 aos a.c. deforma casual, Los primitivoshornos eran simplescavidades circulares conminerales y combustible, enla que el viento era el que lomantena vivo, luego los

hicieron en las pendientesventosas de las colinas, ymucho despus utilizarontubos de soplado.



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El primer metal que descubri elhombre fue el cobre, segn Lucasde descubrimiento Egipcio,dndole como primer uso dearma. Despus de la edad deCobre sigui la edad de Broncedonde utilizan los metales tanto

como armas como herramientas.



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El primer Hierro que se conoci fueen forma de hierro esponja, el cual

mejoro su calidad con un continuomartillado y calentamiento. El usolimitado del acero persisti por largosaos, En 1000 a.c. en China se lograproducir hierro fundido, y en la Indiase consigue acero fundido (woots).Por 2500 a.c. la mayora de tcnicaspara fabricar joyas ya se conocan,como el estampado, soldado,

granulacin, etc. De oro y plata. En700 a.c. se estamparon las primerasmonedas. Los romanos obtuvieron elnombre de Cobre, y el desarrollo del

Latn (brass). R.A. Coronado [email protected]


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El Romano Plinio el Viejo que muri en la erupcin del Vesubio79 d.c. autor de Historia Natural en 37 tomos en una parte de

ellos se describe la metalurgia y menas de la poca. Durante lacivilizacin romana, Alejandra fue el centro del conocimientoQumico.Durante la Edad Media los descubrimientos metalrgicos

fueron escasos, ligados al carcter religioso de la poca losmayores logros fueron hornos para fundir campanas.



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La poca de caballera romntica trajo consigo el Burilado de lasarmaduras, mientras que en 1509 se funde el primer can. Enel siglo XI los principales depsitos de plomo y plata estaban enlas montaas Harz de Alemania, joachinstaler, luego dollar(moneda de plata). Despus de la traduccin del rabe al latn,que el conocimiento qumico invadi Europa y con la llegada delrenacimiento a Italia, se desarrollo el arte de la extraccin de

metales. En el siglo XVI impresos en las maquinas deGutemberg, aparecieron tres libros: El primero LA PIROTECNIAapareci un ao juegos pirotecnias.



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El segundo libro DE RE METLICA(1556) autor Georgius Agrcola,

alemn llamado George Bauer, ellibro escrito en latn compuesto de12 captulos y 624 folios, los 6primeros referidos a la geologa y la

mina, los 5 siguientes a el ensayo,trituracin, lavado del mineral,tostacin, fundicin, separacin deloro de la plata, plomo del oro, platadel cobre, etc. y el ultimo capitulotrata de la manufactura de soda,alumbre, y otros productos qumicos



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El tercer libro publicado en 1574 del Alame LazarusErcker TRATADO QUE DESCRIBE LA MAS

IMPORTANTES CLASES DE MINERALES Y Metales"editado en Praga, consta de 5 captulos, los 4 primerosdedicados a los minerales, ensayos, y a el refinado delos metales, y el ultimo trata de la Pirita y el salitre.



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En 1648 se mejoro el tiro del horno, por la introduccin de lachimenea. Con el Renacimiento cobraron fuerza los principios

qumicos y fsicos y aparecieron teoras y estudios sistemticosde los procesos metalrgicos, de todos los metales conocidoshasta la fecha partes fueron descubiertas en las 2 ultimascenturias. En 1800 Volta descubri la corriente elctrica, Usadapor Davi para aislar los metales alcalinos, sodio y el potasioen1807.



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En 1827 Wholer obtuvo el aluminio metlico, En 1841Peligot aisl el uranio metlico. En 1869 Mendeleev

enuncio la tabla peridica de elementos con lugaresvacos. En 1850 Henry Bessemer en Inglaterra invento elproceso que lleva su nombre para producir acero, en1878Thomas patento el proceso bsico complemento del

anterior. Pero Siemens invento el proceso de hogar abierto,que desplazo a los anteriores.


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En 1887 marco el inicio de la Hidrometalurgia, cuandoBayer invento el tratamiento de bauxitas, y McArthur y

Forester lo hicieron para el proceso de Cianuracin. En1869 se uso las celdas electrolticas para la refinacin delcobre, gran avance en la tecnologa elctrica.En 1876 Heroult en Francia y Haln en USA patentaron un

proceso para producir aluminio por electrolisis. En 1862Hadfield descubri el acero al manganeso, creando unmaterial duro y resistente.



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METALURGIA EN EL PER

Comenz 500ac la metalurgia pre-hispnica floreci en dos

regiones de Sudamrica la costa norte del Per y el altiplano.Ambas regiones dominaron el cobre , en la regin del altiplanoalearon cobre y estao para producir bronce, ya que el estao escomn en esa regin , en cambio los del norte desarrollaronaleaciones de cobre y arsnico .



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En la costa norte se establecan los CUPISNIQUE pequeopueblo que viva esencialmente de la agricultura y la pesca. LosMOCHICAS sucedieron a los cupisniques y gobernaron el nortedel pas entre los aos 200 y 500 d.C. , avanzarongrandemente en la metalurgia del oro, plata y del cobre, fueronlos primeros en fabricar aleaciones cobre arsnico y otra

famosa aleacin de oro y cobre (tumbaga). Ya en 900d.c. losSICANS reemplazaron a los mochicas, dominando el norte entre900 y 1100 d.c. produjeron la aleacin cobre arsnico en granescala, y el comercio con el Ecuador.


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Los CHIMUS conquistaron a los Sicans en el ao 1375 siendo lamayor civilizacin de Amrica del sur, trasladaron a los metalerossicanes a Chan Chan, En 1470 aparecieron los Incas a dominar.Hasta la llegada de los ESPAOLES quienes trajeron nuevastecnologas que reemplazaron las andinas.



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Batan Grande, lugar de mayorproduccin de aleacin de cobre, laque alearon con Arsnico como los

antiguos Sicans, armando un horno concarbn de lea hecho de algarrobo,abundante en la zona, rinde un grancalor. Los artesanos trituraron ymezclaron los minerales en batanes,seleccionando los minerales de cobre,arsnico y de hierro como defundentes, El horno contena 1.25 a 3.5litros de capacidad, y soplaban en la

boca del horno, con un tubo de caacon una boquilla de cermica en lapunta para acelerar la combustin delcarbn.


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ORIGEN DE LOS METALES:

Todos los metales vienenoriginalmente de depsitos naturalesen la corteza terrestre, a estosdepsitos se les llama depsitos deminerales y en la mayora de loscasos ellos son primeramente

minados y luego tratados por losvarios procesos metalrgicos, tantomecnicos como qumicos paraextraer los metales. Hay algunas

excepciones como por ejemplo elmagnesio que se extrae del agua demar, pequeas cantidades de hierroy nquel se encuentran en losmeteoritos que nos llegan des de el

cielo. R.A. Coronado [email protected]
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:GoldNuggetUSGOV.jpg


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Algunos metales se encuentran en forma de elementosnativos, como el oro, la plata y el cobre, aunque no es el

estado ms usual.Muchos metales se encuentran en forma de xidos. Eloxgeno, al estar presente en grandes cantidades en laatmsfera, se combina muy fcilmente con los metales, que

son elementos reductores, formando compuestos como labauxita (Al2O3) y la limonita (Fe2O3).Los sulfuros constituyen el tipo de mena metlica msfrecuente. En este grupo destacan el sulfuro de cobre (I),

Cu2S, el sulfuro de mercurio (II), HgS, el sulfuro de plomo,PbS y el sulfuro de bismuto (III), Bi2S3.

http://es.wikipedia.org/wiki/Menahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mena


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Los metales alcalinos, adems del berilio y el magnesio, sesuelen extraer a partir de los cloruros depositados debido a la

evaporacin de mares y lagos, aunque tambin se extrae delagua del mar. El ejemplo ms caracterstico es el cloruro sdicoo sal comn, NaCl.Algunos metales alcalino-trreos, el calcio, el estroncio y el

bario, se obtienen a partir de los carbonatos insolubles en losque estn insertos.Por ltimo, los lantnidos y actnidos se suelen obtener a partirde los fosfatos, que son unas sales en las que pueden estarincluidos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Beriliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estronciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Estronciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Berilio


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CAMPOS DE LA METALURGIA:

No existe consenso en la clasificacin de la metalurgia y

diferentes autores proponen diversas clasificaciones:

FATHI ABASSHI

La metalurgia se divide en:Preparacin de minerales.- se preocupa de la liberacin de los minerales, por latrituracin, molienda y su separacin por medios fsicos, magnticos, elctricos ypor flotacin.Metalurgia extractiva.-usara los mtodos qumicos en el tratamiento de losminerales, para recuperar el metal en forma pura.Metalurgia fsica.-estudia las propiedades fsicas de los metales, su estructuracristalina, el efecto de las impurezas, tratamiento trmico y metalografa.Metalurgia de los polvos.-se encarga de la preparacin y procesamiento de lospolvos metlicos en productos terminados.Ingeniera metalrgica.-procesa los metales en estado fundido; moldeado ysoldadura.Metalurgia mecnica.-procesa los metales en estado solid, por ejemplo la

extrucccin, el forjado, etc. R.A. Coronado [email protected]


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S AVNER

La metalurgia se divide en dos grandes grupos.Metalurgia extractiva o metalurgia de los procesos.-es la ciencia de obtener losmetales de sus minerales y que puede tener los siguientes captulos:Preparacin mecnica de los minerales

HidrometalurgiaPirometalurgiaElectrometalurgia

metalurgia fsica.-estudia todo lo concerniente a las caractersticas fsicas y mecnicasde los metales y aleaciones. Este campo estudia las propiedades de los metales y

aleaciones que son afectadas por las tres siguientes variables:composicin qumicatratamiento mecnico como el rolado, maquinado y forjado.tratamiento trmico el efecto de la temperatura y el rate de calentamiento yenfriamiento.



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OPERACIONES Y PROCESOS DE LA METALURGIA:

La secuencia de los pasos para producir metal a partir delmineral pueden ser clasificados en operaciones y procesos.Estos trminos fueron usados primero por los ingenierosqumicos para designar acciones unitarias en procesos de

manufactura-qumica. La secuencia de las operaciones yprocesos unitarios son diferentes para cada metal; de hechohay generalmente varias alternativas para extraer un metal deun mineral y el escoger la conveniente ser el trabajo del

ingeniero metalurgista.



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Conminucin

secadocribadoseparacin de solidde fluidosseparacin de medios

densosjiggnsconcentracin demenas

flotacinseparacin magnticaagitacin y mezcladomanipulacin demateriales

procesos gas-

solid(tostado, calcinacin,reduccin)procesos hidrometalurgicos(lixiviacin, cristalizacin)

reduccin de xidosretortas(se recuperan losvapores de mercurio)fundicinconversin

refinacin de metaleslquidoslicuacin y solidificacindestilacin y sublimacin

PROCESOS UNITARIOSOPERACIONES UNITARIAS



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DIAGRAMAS DE FLUJO:Combinacin de procesos y operaciones que se utiliza en una

planta dada se ilustran convenientemente mediante undiagrama de flujo.Estos diagramas de flujo pueden ser tan detallados como losquiera el autor: as algunos de ellos se indican con simples

rectngulos las operaciones y los procesos y con flechas el flujomaterial, en cambio otros muchos son ms explcitos y muestranel flujo por medio de smbolos muy parecidos al equipo real.



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Diagrama de flujo simplificado del circuito de zinc



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R.A. Coronado F.rcoro2001@yahoo com

Gracias por su atencin

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