Semana 01.docx

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA CARRERA DE INGENIERÍA DE MINAS

“SEMANA 1 - OBJETIVOS Y DEFINICIÓN DE LA METALÚRGICA EXTRACTIVA”

CURSO: METALÚRGICA EXTRACTIVA DOCENTE: Ing. John Bejarano Guevara INTEGRANTES: APELLIDOS Y NOMBRES 1 Crespín Gámez, Piero

Total

2 García Loayza, Daniel 3 Nieves Joaquín, John TURNO: Martes: 10:30 a.m. - 1:30 p.m. GRUPO: 6

TRUJILLO – PERÚ 2018

ÍNDICE

Contenido INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 3 I.

Objetivos ........................................................................................................................ 5

II.

FUNDAMENTO TEÓRICO ......................................................................................... 6

III. Conclusiones.................................................................................................................. 14 IV. Referencias bibliográficas ............................................................................................ 15 V.

Anexos .......................................................................................................................... 16

INTRODUCCIÓN

METALÚRGICA EXTRACTIVA

I.

Objetivos

II.

FUNDAMENTO TEÓRICO II.I.

DEFINICIÓN DE LA METALÚRGICA EXTRACTIVA

Es el área de la metalurgia en donde se estudian y aplican operaciones y procesos para el tratamiento de minerales o materiales que contengan una especie útil (oro, plata, cobre, etc.), dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamiento. La metalurgia extractiva corresponde al conjunto de procesos que se llevan a cabo para separar selectivamente las especies de interés de aquellas sin valor. Dentro del área de metalurgia extractiva se encuentran aquellas de hidrometalurgia, pirometalurgia y electrometalurgia. En general, los procesos metalúrgicos suelen seguir los siguientes pasos desde la extracción del mineral, hasta la obtención del metal puro. La Metalurgia es la ciencia y el arte de extraer metales a partir de sus minerales, refinándolos y preparándolos para su uso. La obtención de los metales se realiza a través de una secuencia de pasos o etapas que pueden ser de carácter físico o químico. Los metales se encuentran en la naturaleza en forma de minerales o mezclas de minerales, los cuales contienen usualmente grandes proporciones de minerales de desecho junto a los minerales de los metales valiosos. Una vez extraída la mezcla mineral de la mina, el primer paso a seguir es, en general, extraer físicamente los minerales valiosos separándolos en gran parte de la ganga. Esto se realiza triturando y moliendo los minerales para separarlos entre sí y luego concentrando aquellos minerales valiosos por procedimientos tales como la concentración por gravedad, flotación por espuma o separación magnética, en los cuales se aprovechan las diferencias de las propiedades físicas de los diferentes minerales. Estas operaciones se caracterizan por no modificar las características químicas de los minerales que han sido separados. Los siguientes pasos en la extracción de los metales a partir de los concentrados y su refinación posterior son necesariamente de naturaleza química, el metal valioso debe ser separado químicamente del compuesto que lo contiene; para esto se requiere la ejecución de una amplia variedad de reacciones químicas en gran escala.

La mayor parte de estos procesos químicos se realizan en hornos de alta temperatura, aunque en algunos casos se utiliza electricidad para producir los cambios químicos tanto a bajas como a altas temperaturas. En general, la obtención de un metal en particular involucra una serie de tales pasos químicos. Una vez que el metal ha sido extraído y refinado, debe sufrir un tratamiento posterior para adaptarlo al uso que le ha sido asignado. Por medio de las adiciones de otros elementos, las deformaciones mecánicas, los tratamientos térmicos, etc. se le entregan al metal las propiedades que determinan su utilidad posterior. La metalurgia es un conjunto de actividades humanas reunidas con un fin común, la obtención de artículos metálicos. La importancia de unificar estas actividades en una sola cosa objeto de estudio, no es del todo clara y su justificación es más bien histórica; sin embargo, cabe tener presente que en la naturaleza existen alrededor de un 80% de elementos que presentan características metálicas. Si bien el conjunto de operaciones involucradas en la fabricación de un objeto metálico presenta una unidad evidente, de acuerdo con la secuencia de las etapas necesarias para la obtención de un producto metálico, no es igualmente evidente la existencia de una unidad científica, que, conteniendo métodos o conocimientos básicos particulares, pueda llamarse “Ciencia Metalúrgica”. Los Procesos Metalúrgicos: Metalurgia: es la ciencia y tecnología de la separación de los metales a partir de sus menas y de la preparación de aleaciones. Aleación: es una disolución sólida de dos o más metales, o de un metal o metales con uno o más no metales. En general, los procesos metalúrgicos suelen seguir los siguientes pasos desde la extracción del mineral, hasta la obtención del metal puro. 1) Extracción del mineral 2) Preparación de la mena 3) Reducción de la mena 4) Purificación del metal

Además, comprenden las siguientes fases: 

Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de la ganga.



El afino, enriquecimiento o purificación: Eliminación de las impurezas que quedan en el metal.



Otros tratamientos del metal para facilitar su uso. o Operaciones físicas: Triturado, molienda, filtrado (a presión o al vacio), centrifugado, decantado, flotación, disolución, destilación, secado, precipitación física. o Operaciones

Químicas:

hidrometalurgia,

Tostación,

electrolisis,

hidrolisis,

oxidación, lixiviación

reducción, mediante

reacciones acudo-base, precipitación química, electrodeposición y cianuración. Dependiendo del producto que se requiera obtener, se realizaran distintos métodos de tratamiento. Uno de los tratamientos más comunes es la mena, consiste en la separación de los materiales de desecho. Normalmente entre el metal esta mezclado con otros materiales como arcilla y silicatos a esto se le suele dominar ganga. Uno de los métodos más usuales es el de la flotación que consiste en moles la mena y mezclarla con agua, aceite y detergente. Al batir esta mezcla liquida se produce una espuma que, con ayuda de la distinta densidad que proporciona el aceite va a ir arrastrando hacia la superficie las partículas de mineral y dejando en el fondo la ganga. Otra forma de flotación puede emplearse en la separación de minerales ferromagnéticos, utilizando imanes que atraen las partículas de mineral y dejando intacta a la ganga. Otra forma de extracción de la mena es la amalgama formada con la aleación de mercurio con otro metal o metales. Se disuelve la plata o el oro contenido en la mena para formar una amalgama liquida, que se separa con facilidad del resto. Después el metal de oro y plata se purifican eliminando el mercurio mediante la destilación

INGENIERÍA METALÚRGICA

La Ingeniería Metalúrgica es el conjunto de operaciones y procesos por medio de los cuales un mineral es reducido a un metal, el cual a su vez es modificado en las formas y con las propiedades requeridas para ser utilizadas por el hombre. La Ingeniería Metalúrgica se divide en cuatro grandes áreas de acuerdo con la secuencia lógica de los procesos: preparación de minerales, metalurgia de procesos, procesamiento de metales y metalurgia de aplicación. Los dos primeros caen en lo que comúnmente se denomina Metalurgia Extractiva que abarca hasta la obtención de los metales, y los dos últimos en Metalurgia Adaptiva a la cual le competen las modificaciones y el control de las propiedades de los metales y las aleaciones Metalurgia Extractiva: Los procesos en secuencia lógica que desarrolla es, Preparación de los minerales, metalurgia de procesos. La figura 01 ilustra la división de la Ingeniería Metalúrgica donde se incluyen los tópicos más comunes que conforman cada campo. Los nombres que aparecen corresponden a procesos unitarios y operaciones unitarias que son comunes para todos los metales; los metales no se distinguen entre si más que por sus propiedades y por tal razón no aparecen términos clásicos como ferroso y no ferroso, estos términos pueden ser utilizados industrialmente, pero la división de la ciencia o la Ingeniería en virtud de tales líneas no es conveniente, como tampoco es conveniente dividirla de acuerdo con el metal tratado. En esta figura aparecen las actividades típicas de un Ingeniero Metalúrgico en cada uno de sus campos de especialización. Esta es una división natural basada en la realidad industrial de todos los países del mundo y no una definición basada en los conocimientos básicos. Este es el amplio objetivo que debe tenerse en cuenta en la formación de un Ingeniero Metalúrgico, ya que es el tipo de labores que desarrolla en el desempeño de su profesión.

II.II. OBJETIVOS i.

Utilizar operaciones y procesos.

ii.

Alcanzar la mayor eficiencia posible.

iii.

Obtener altas recuperaciones (especie de valor en productos de máxima pureza).

iv.

No causar daño al medio ambiente. OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS DE LA PREPARACIÓN DE MINERALES Operaciones Unitarias: 

Chancado



Molienda



Cribado



Clasificación



Separación por Gravedad



Jigging



Flotación



Separación Magnética



Separación Electrostática



Agitación



Filtrado



Manejo de Materiales

Procesos Unitarios 

Lixiviación



Precipitación

La fundamentación científica de las operaciones unitarias, involucradas en la preparación de minerales que configura el área denominada "Mineralurgia", está basada en tópicos tales como: Cristaloquímica, termodinámica de superficies, Mineralogía, Mecánica de fluidos y otros de aplicaciones no tan generales, pero si importantes para una operación específica, tales como Química Orgánica, Electricidad y Magnetismo y otras ramas de la física.

Los fundamentos de los procesos químicos de la preparación de minerales, esto es, la lixiviación y la precipitación, son similares a los de otros procesos, contenidos en la Metalurgia de procesos y serán consideradas después. La importancia de la preparación de minerales en la Ingeniería Metalúrgica es obvia, si se piensa, que ella determina, según su estado de desarrollo, el que un depósito mineral sea explotable o no. La gran parte de nuestro cobre se obtiene a partir de minerales que no tenían ningún valor hace 50 o 60 años atrás. Esto se debe exclusivamente al desarrollo de la flotación que convirtió rocas sin importancia en fuentes naturales. Así, en el futuro, muchos de nuestros metales provendrán de minerales que hoy en día no son convenientes de tratar. Esta es una de las grandes tareas de la Ingeniería Metalúrgica.

II.III. DIVISIÓN 1- Preparación de Minerales a.- Conminución b. Concentración c.- Lixiviación

2. - Metalurgia de Procesos a.- Tostación b.- Reducción c.- Refinación d.- Electrorefinación e.- Lingoteado

II.IV. MATERIAS PRIMAS La materia prima se le conoce como a la materia extraída de la naturaleza y que se transforma para elaborar materiales que más tarde se convertirán en bienes de consumo. Una vez que el metal ha sido extraído y refinado, debe sufrir un tratamiento posterior para adaptarlo al uso que le ha sido asignado. Por medio de las adiciones de otros elementos, las deformaciones mecánicas, los tratamientos térmicos, recubrimientos, etc. se le entregan al metal las propiedades que determinan su utilidad posterior en la forma adecuada. Hasta hace poco estos tratamientos ulteriores eran de naturaleza relativamente simple y se restringía al conformado de metales por procesos de trabajo mecánico directo y en el caso de los aceros, combinado con un tratamiento térmico simple. En general estos procesos modifican principalmente las propiedades físicas y mecánicas y sólo raramente las propiedades químicas del material. Por esta razón, los principios que gobiernan todos estos procesos forman parte de la rama de la Ciencia Metalúrgica llamada METALURGIA FISICA. La figura 02 representa el diagrama de flujo que sigue la materia prima hasta quedar convertido en un objeto metálico útil al hombre. Metales no férreos 

Metales ligeros o Aluminio y aleaciones o Magnesio y aleaciones o Titanio y aleaciones



Metales pesados o Cobre y aleaciones o Níquel, Cobalto y aleaciones o Molibdeno y aleaciones o Zinc y cadmio y aleaciones o Estaño y aleaciones o Wolframio y aleaciones o Metales nobles

II.V. FLOWSHEET GENERAL PARA EL TRATAMIENTO DE SULFUROS Y/O ÓXIDOS.

II.VI. PIROMETALURGICA II, VII. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

III. Conclusiones

IV. Referencias bibliográficas http://www.minas.uchile.cl/investigacion/lineas-de-investigacion/metalurgia-extractiva https://metalurgia.usach.cl/sites/metalurgica/files/paginas/capitulo02.pdf https://ocw.ehu.eus/file.php/55/TEMA_10._METALURGIA_EXTRACTIVA/METALUR GIA_PILAR_OCW.pdf http://metalurgiacp.blogspot.com/2015/02/metalurgia.html https://www.clubensayos.com/Ciencia/Objetivos-de-la-metalurgia-extractiva/1348787.html https://metalurgia.usach.cl/sites/metalurgica/files/paginas/capitulo17.pdf

V.

Anexos