Cmo Se Obtienen Los Metales

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL NAUCALPAN

QUIMICA III

JUAN JACINTO FUENTES JUÁREZ

REPORTE “Obtención de los metales” Arvizu Ramírez Guadalupe Stephanie ÁLVAREZ NOLASCO BEATRIZ DE LUCIO PEREYRA MARLEN GUTIERREZ MACEDO KARLA FERNANDO GRUPO: 712 10/11/09 INTRODUCCIÓN En este reporte se explicaran los procesos por los cuales se obtienen los metales, la definición de mineral, metal preparación o beneficio de los metales, reducción y refinación.

OBJETIVOS  Comprender los procesos de obtención de los metales en general.  Identificar las reacciones de oxidación-reducción  Los métodos específicos utilizados en la preparación o beneficio del mineral, reducción y refinación.  Comprender el concepto de mineral y metal.

DESARROLLO ¿CÖMO SE OBTIENEN LOS METALES?

La mayoría de los metales se encuentran combinados con otros elementos en la naturaleza, formando compuestos que denominamos minerales , la obtención de los metales consiste en uno o varios procesos que tengan como objetivo final obtener el metal libre, es decir, en su estado elemental o no combinado. Los procesos que tienen que ver con su obtención de los metales, pueden ser resumido en tres etapas: primero, los minerales han de prepararse, ya sea enriqueciéndolos y/o realizando una serie de reacciones químicas que dejen al metal en posición de ser obtenido. Luego se lleva a cabo la reducción, que es el proceso químico a través del cual se obtiene el metal en su estado elemental y posteriormente, se lleva a cabo procesos de refinación, con lo que el producto alcanza alta pureza. REDUCCIÓN Casi todos los metales existen en la naturaleza en forma combinada, es decir, formando parte de compuestos estables o minerales, que siempre están mezclados con una matriz silíca indeseable denominada ganga. Los minerales en su mayoría son lo suficientemente ricos en el compuesto deseado como para que sean sometidos directamente a un proceso químico para la obtención del metal, por lo que antes se le enriquece y se le prepara. Principalmente se tratara la forma como se enriquecen los minerales, que también se llama beneficio del mineral. El beneficio de un mineral es un proceso de separación de los compuestos sólidos que construyen la mena. La ganga se separa del mineral y se desecha, mientras que el mineral se recupera. Esto implica el molino y pulverizado de rocas que se extraen de la mina, con la ayuda de trituradoras, cribas y molinos. Las menas extraídas de las minas son, de hasta un metro de longitud. Primero debe reducirse el tamaño de partículas, hasta aproximadamente 1cm, con la ayuda de trituradoras que comprimen y golpean al material, por medio de discos o rodillos; se han de seleccionar con base en su tamaño. Por medio de cribado, es decir, la separación de las partículas según su tamaño usando cedazos o planchas cuyas perforaciones son apropiadas al tamaño de partícula a separar. Las grandes se vuelven a triturar y las pequeñas se transportan a molinos para su pulverización. En los molinos se logra la ruptura de las partículas por medio de impacto con bolas de acero en un cilindro giratorio. Después de la molienda se producen partículas finas cuyo tamaño es de aproximadamente una décima de milímetro o menor. Después se efectúa el proceso de separación entre el mineral y la ganga, el que depende de las propiedades de ambos. Se aprovecha que alguna propiedad del mineral es distinta a la ganga. Por ejemplo:  Separación magnética

   

Concentración por gravedad Flotación Lavado de con acido o agua Disolución selectiva

En ocasiones no basta con realizar el beneficio por algunos de los métodos recién descritos para tener listo al mineral para la obtención del metal. Antes habrá que prepararlo para ello. Con este fin es muy común que los minerales enriquecidos sean calcinados o tostados, con lo que se les convierte en óxidos, que es la forma que se prefiere para la reducción. La calcinación consiste en el calentamiento del mineral, en ausencia del aire, con el fin de lograr su descomposición. Ejemplo: carbonatos PbCO3

Pb+CO2

La tostación es otro tratamiento térmico que causa reacciones químicas dentro de un horno. Consiste en el calentamiento del mineral en presencia de aire. Este proceso elimina las impurezas volátiles fácilmente oxidables. Ejemplo: sulfuros 2ZnS+3S02

2ZnO+2SO2

Implica el desprendimiento de grandes cantidades de dióxido de azufre, SO2. REDUCCIÓN Una vez que el mineral del metal que se desea obtener ha sido beneficiado y muy probablemente convertido en óxido a través de la calcinación o tostación, es el momento de obtener al metal libre, es decir, de generar al metal en su estado no combinado. Para ello se lleva a cabo el proceso de reducción. La reducción es la disminución en el número de oxidación que sufre un elemento cuando participa en una reacción química. Toda reducción va a acompañada del proceso de oxidación. La oxidación se verifica en otro elemento participante en la misma reacción química. La oxidación que sufre un elemento cuando participa en una reacción química. A las reacciones químicas donde los números de oxidación de algunos elementos cambian, se denominan reacciones de óxido reducción o reacciones redox. -- La mayoría de los metales se obtienen por procesos a altas temperaturas, lo que se conoce como pirometalurgia. La pirometalúrgia es la rama de la metalurgia y de la electrometalúrgia consistente en la obtención y refinación de los metales utilizando calor, como es en el caso de la fundición. La pirometalurgia es la técnica tradicional de extracción de metales. Permite obtener metales a partir de sus minerales o de sus concentrados por medio del calor. Se trata principalmente de extraer el metal del mineral, eliminar la ganga del mineral y purificar los metales. En general cualquier metal puede obtenerse si se calienta lo suficiente.

La reducción del carbón mineral es tan importante para la obtención de metales. Primeramente señalaremos que el carbón mineral se somete a un proceso para extraerle gases explosivos. El proceso se conoce como coquización y el producto se llama coque. Se trata de una mezcla con alto contenido de carbono.

C+O²à+O² 2 C + O²à 2CO

La hidrometalurgia, consiste en extraer el metal, aplicando reacciones que ocurren en un medio acuoso. La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que cubre la extracción y recuperación de metales usando soluciones liquidas, acuosas y orgánicas. Se basa en la concentración de soluciones en uno a varios elementos de interés Metales, presentes como iones, que por reacciones reversibles y diferencias físicas de las soluciones son separados y aislados de forma especifica. Como resultado se obtiene una solución rica en el ion de interés y con características propicias para la próxima etapa productiva.

Llevando a cabo reacciones químicas en disolución acuosa, se obtienen otros metales como es el caso del oro. Para extraer el oro , se trata al polvo con una disolución básica (ph=10) de cianuro de sodio, NaCN, con lo que se disuelve el metal precioso. 4 Au + 8 NaCN + O² + H²Oà 4 Na [Au(CN)²] + 4 NaOH. Refinación o refino es el proceso de purificación de una sustancia química obtenida muchas veces a partir de un recurso natural. Por ejemplo, el petróleo arderá generalmente en su estado natural, pero no puede ser utilizado directamente en los motores de combustión, debido a la presencia de residuos y la generación de subproductos. La refinación de líquidos se logra a menudo a través de la destilación o fraccionamiento. Un gas se puede refinar también de esta manera enfriándolo o comprimiéndolo hasta su licuefacción. Los gases y líquidos también se pueden refinar por extracción con un solvente que disuelva la sustancia de interés o bien las impurezas. Muchos sólidos se pueden refinar mediante el crecimiento de cristales en una solución del material impuro; la estructura regular del cristal tiende a favorecer el material deseado y a excluir otros tipos de partículas. Se utilizan también reacciones químicas para eliminar impurezas de tipos especiales.

CONCLUSIÓN Podemos decir que cumplimos con los objetivos planteados al iniciar con esta investigación, el de saber como se obtiene un metal, e identicar cada proceso hasta el llegar al de la oxido- reducción, acompañado de otras etapas que se desconocían al principio. En conclusión se reforzaron conocimientos que se tenían de las reacciones redox, porque ahora se pusieron en práctica en el proceso de la obtención de metales, ya que estas reacciones son la pieza o clave principal para que se obtenga el mineral deseado. Ahora teoricamente cad integrante conoce como se trabaja en la mineria para obtener metales a partir de minerales.