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Producción del Hierro y el Acero. Producción del Hierro y el Acero. El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 ac. Los principales minerales de los que se extrae el hierro son:
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Producción del Hierro y el Acero • El 90% de todos los metales fabricados a escala mundial son de hierro y acero. Los procesos para la obtención de hierro fueron conocidos desde el año 1200 ac. • Los principales minerales de los que se extrae el hierro son: • Hematita 70% de Hierro • Magnetita 72.4% de Hierro • Siderita 48. 3% de Hierro • Limonita 60-65% de Hierro
Producción del Hierro y el Acero Para la producción de hierro y acero son necesarios cuatro elementos fundamentales: 1. Mineral de hierro 2. Coque 3. Piedra caliza 4. Aire
Producción del Hierro y el Acero • Los tres primeros se extraen de minas y son transportados y prepararlos antes de que se introduzcan al sistema en el que se producirá el arrabio. • El arrabio es un hierro de poca calidad, su contenido de carbón no está controlado y la cantidad de azufre rebasa los mínimos permitidos en los hierros comerciales. Sin embargo es el producto de un proceso conocido como la fusión primaria del hierro y del cual todos los hierros y aceros comerciales proceden. • A la caliza, el coque y el mineral de hierro se les prepara antes de introducirse al alto horno para que tengan la calidad, el tamaño y la temperatura adecuada, esto se logra por medio del lavado, triturado y cribado de los tres materiales.Conceptos Básicos
Reducción directa del mineral de hierro • Para la producción del hierro también se puede utilizar el método de reducción directa, el que emplea agentes reactivos reductores como gas natural, coque, aceite combustible, monóxido de carbono, hidrógeno o grafito. • Consiste en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores, con lo que algunos elementos no convenientes para la fusión del hierro son eliminados. • El producto del sistema de reducción directa es el hierro esponja que consiste en unos pelets de mineral de hierro los que pueden ser utilizados directamente para la producción de hierro con características controladas.
Diferentes procesos de producción de hierro y acero • Una vez obtenido el arrabio o el hierro esponja es necesario refinar al hierro para que se transforme hierro o acero comercial.
Proceso de pudelado • El hierro dulce es un metal que contienen menos del 0.01% de carbono y no más de 0.003% de escoria. Para su obtención se requiere del proceso conocido como pudelado, el que consiste en fundir arrabio y chatarra en un horno de reverbero de 230 kg, este horno es calentado con carbón, aceite o gas. • Se eleva la temperatura lo suficiente para eliminar por oxidación el carbón, el silicio, y el azufre. El material se retira del horno en grandes bolas en estado pastoso y el material producido se utiliza para la fabricación de aleaciones especiales de metales. • Existen otros procedimientos modernos como el llamado proceso Aston, en donde en lugar del horno de reverbero se usa un convertidor Bessemer con lo que se obtienen mayor cantidad de material.
Producción de metales no ferrosos • De todos los metales utilizados para la industria el 20% son no ferrosos, estos en diferentes aleaciones cubren los requerimientos de ingeniería y las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos útiles para la industria y la sociedad. • Las características fundamentales de la aleaciones no ferrosas son la resistencia a la tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad. • La selección de una aleación determinada dependerá de los resultados de diferentes pruebas mecánicas, el volumen de producción, el costo de producción y las propiedades estéticas del producto.
Producción de metales no ferrosos Para la producción de los metales no ferrosos se establecen como base los siguientes procesos: • Extracción • Refinado o concentrado • Fusión 4. Afinado
Producción de metales no ferrosos • Extracción. Los metales no ferrosos provienen de minerales que se pueden encontrar en la superficie de la tierra o bien en yacimientos bajo la superficie. En ambos casos se deben seguir técnicas de explotación eficientes y rentables. • Refinado o concentrado, también conocido como preparación. Los minerales de los que se obtienen los metales no ferrosos nunca se encuentra en estado puro y en cantidades comerciales, por lo que se deben separar y preparar. • Fusión. Los hornos más utilizados para la fusión de los minerales de metales no ferrosos son los altos hornos (de menor tamaño que los de arrabio) y los hornos de reverbero (aquellos en los que la flama ilumina a la carga). • Afinado. Para lograr las características de calidad y pureza necesarias en los metales no ferrosos se pueden utilizar diferentes procesos como las tinas electrolíticas con las que el mineral adquiere niveles de calidad muy altos.
Producción de Cobre • El cobre se obtiene fundamentalmente de un mineral llamado CALCOPIRITA el que contiene grandes cantidades de cobre, azufre y fierro. • La calcopirita es mezclada con cal y materiales silicos, los que son pulverizados por medio de molinos de quijadas y transferidos a una tinas estratificadoras donde el mineral es extraído al flotar con la espuma producto de la agitación. • El mineral extraído se pasa por un horno de tostado para eliminar el azufre. Los polvos de los gases producto del horno de tostado son capturados y procesados para obtener plata, antimonio y sulfuros. • Los concentrados del horno de tostado son derretidos en un horno de reverbero, en este horno se elimina el hierro en forma de escoria.
Producción de Plomo • El concentrado de plomo o GALENA contiene 65 a 68 % de plomo. • La galena es pasada por un horno de tostado para eliminar la gran cantidad de azufre que contiene este material . • El concentrado producto del horno de tostado es mezclado con caliza, arena, escoria y mena de hierro, la que es pasada a un horno de sinterizado. • El material aglomerado por el horno de sinterizado se pasa a un alto horno del cual se obtiene cadmio al procesar sus gases y su producto es transferido a un tanque espumador. • En el tanque la espuma es recogida y enviada a una marmita a la que se le agrega azufre y con ello se obtiene cobre.
Producción de Plomo • El sedimento del tanque espumador pasa a un horno de oxidación, también conocido como horno ablandador. El plomo derretido pasa a una marmita de vacío. • En la marmita de vacío se agrega zinc con el que el oro y la plata se disuelven, las aleaciones de oro y plata en la marmita flotan y se desnatan para ser pasadas a un horno de retorta del cual se recupera el zinc por medio de un condensador y el oro y la plata por medio de un baño electrolítico. • El plomo derretido pasa a la cámara de vacío luego derramado en una marmita a la que se agrega sosa cáustica de la cual se obtiene el plomo de gran calidad.
