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Cobre,Zinc,Bronce

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Carlos Carballo Gomez

on 16 August 2015

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Transcript of Cobre,Zinc,Bronce

Cobre,Zinc,Bronce
Carlos Carballo
Jairo Escobar
Nicole Sliger
Las aleaciones constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente latón; sin embargo, dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estaño y el zinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y latón es bastante imprecisa.

Algunos usos
El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al período prehistórico conocido como Edad del bronce. Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial.

Bronce
Bronce es toda  aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 %.

Presentación
Bronce
Principales aleaciones
La aleación básica de bronce contiene aproximadamente el 88 % de cobre y el 12 % de estaño. La aleación "alfa de bronce" con un 4 a 5 % de estaño se utiliza para acuñar monedas y para fabricar resortes, turbinas, y herramientas de corte.

En muchos países se denomina incorrectamente "bronce comercial" al latón, que contiene 90 % de cobre y 10 % de zinc, pero no estaño. Es más duro que el cobre, y tiene una ductilidad similar. Se utiliza en tornillos y alambres
Usos Industriales
A partir del descubrimiento de la pólvora se utilizó un bronce para cañones compuesto por un 90 a 91 % de cobre y un 9 a 10 % de estaño, proporción que se denomina comúnmente "bronce ordinario".
La aleación con mayor sonoridad para fabricar campanas es el denominado metal de campana, que consta de 78 % de cobre y de 22 % de estaño. Es relativamente fácil para fundir.

Simbología:
*Las medallas de bronce premian el tercer puesto en las competiciones deportivas.
*Representa los 8 años de matrimonio en varias culturas occidentales: Bodas de bronce.
*Es el octavo nivel en la progresión de la cerbatana deportiva.

Propiedades
Los bronces son muy resistentes a los agentes atmosféricos, a las aguas ácidas y alcalinas, alcanzan grandes resistencias mecánicas, bello color amarillo y agradable sonido.
Caracteristicas
Bronces laminados: Contiene hasta un 10% de estaño, aumentando la resistencia su elaboración,

Bronces de aluminio: contienen hasta un 10% de aluminio alcanzando grandes resistencias.

Bronces fundidos: Contienen ademas del cobre y estaño, otrps metales como plomo,zinc,magnesio,aluminio en pequeñas dosis.

Bronces fosforosos: Son la aleación de cobre y estaño desoxidado con fósforo, llegando a contener hasta un 30% de estaño

Bronces rojos (azófares): Contienen cobre,cinc, estaño o plomo no pasando de 10% al 75%.


COBRE
El cobre es uno de los metales mas conocidos existentes en la naturaleza y es al que mayor uso le ha dado el hombre en la historia. Se encuentra en un sinúmero de aplicaciones de uso cotidiano y también en artefactos de alta tecnología.
Uno de los primero metales que usó el hombre
Se estima que su descubrimiento se produjo 6000 a.c. Desde épocas prehistoricas, el cobre habría sido uno de los primeros metales usados para fabricar herramientas y utensilios. Su uso fue tan importante, que incluso dio pie para que ciertas epocas de la historia fueran conocidas como la edad de cobre.
En la edad media se usó para fabricar principalmente piezas bélicas, tales como: hachas, espadas, cascos y corazas.

producción del cobre
-Chancado:
Etapa en la cual grandes máquinas reducen las rocas a un tamaño uniforme de no mas de 1,2cm.
-Molienda:
Grandes molinos continúan reduciendo el material,hasta llegar a unos 0,18mm con el que se forma una pulpa con agua y reactivos que es llevada a flotación, en donde se obtiene concentrado de cobre. En esta parte el proceso del cobre puede tomar dos caminos: el de la fundición y electro refinación, o el de la lixiviación y electro obtención.
-Fundicion:
Para separar del concentrado de cobre otros minerales e impurezas, este es tratado a elevadas temperaturas en hornos especiales. Aquí se obtiene cobre RAF, el que es moldeado en placas llamadas ánodos, que van a electrorefinación.
El cobre aparece vinculado en su mayor parte a minerales sulfurados, aunque tambien se encuentra asociado a minerales oxidados. Estos dos tipos de mineral requieren de procesos productivos diferentes, pero en ambos casos el punto de partida es el mismo: la extraccion del material desde la mina a tajo (rajo) abierto o subterránea que, en forma de roca, es transportado en camiones a la planta de chancado, para continuar allí el proceso productivo del cobre.
-Lixiviacion:
Es un proceso hidrometalúrgico, que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una mezcla de ácido sulfúrico y agua.
- Electro refinación:
Los ánodos provenientes de la fundición se llevan a celdas electrolíticas para su refinación. De este proceso se obtienen cátodos de alta pureza o cátodos electrolíticos de 99,99% de cobre.
- Electro obtención:
Consiste en una electrólisis mediante la cual se recupera el cobre de la solucion proveniente de la lixiviación, obteniendose cátodos de alta pureza.
- Cátodos:
Obtenidos del proceso electro refinación y de electro obtención, son sometidos a procesos de revision de calidad y luego seleccionados, pesados y apilados.
- Despacho y transporte:
Los cátodos son despachados en trenes o camiones hacia los puertos de embarque y desde ahí, a los principales mercados compradores.



Chile es el mayor productor de cobre en el mundo y éste metal es su principal producto de exportación.
FORMAS DE EXTRACCIÓN
Extracción subterranea
Se realiza cuando un yacimiento presenta una cubierta de material estéril muy espesa, lo que hace que la extracción desde la superficie sea muy poco rentable. Para ello se realizan distintos tipos de faenas bajo el suelo, las que pueden ser horizontales en tuneles o galerías, verticales en piques o inclinadas en rampas.
Extraccion a rajo abierto
Se hace cuando una mina presenta una forma regular y el mineral está ubicado en la superficie y el material esteril que lo cubre pueda ser retirado con facilidad. un rajo se construye con un determinado angulo de talúd, con bancos y bermas en las que se realizan las tronaduras (detonaciones), de donde sale el material que luego será transportado por estas mismas vías en grandes camiones.
ZINC
¿ QUÉ ES?
El Zinc es un metal o mineral, a veces clasificado como metal de transición aunque estrictamente no lo sea. Este elemento presenta cierto parecido con el magnesio, y con el cadmio de su grupo, pero del mercurio se aparta mucho por las singulares propiedades físicas y químicas de éste (contracción lantánida y potentes efectos relativistas sobre orbitales de enlace).
Es un metal de color blanco azulado que arde en aire con llama verde azulada. El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa superficial de óxido o carbonato básico que aísla al metal y lo protege de la corrosión.
El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100 °C. No se puede endurecer por acritud y presenta el fenómeno de fluencia a temperatura ambiente —al contrario que la mayoría de los metales y aleaciones— y pequeñas cargas el más importante.

El cinc es el 23º elemento más abundante en la corteza terrestre. Las minas más ricas contienen cerca de un 10% de hierro y entre el 40 y 50% de cinc. Los minerales de los que se extrae son: el sulfuro de cinc conocido como esfalerita en EE.UU. y blenda en Europa; smithsonita (carbonato) en Estados Unidos, pero calamina en Europa; hemimorfita, (silicato) y franklinita (óxido)

Producción
La producción del cinc comienza con la extracción del mineral, que puede realizarse tanto a cielo abierto como en yacimientos subterráneos. Los minerales extraídos se trituran con posterioridad y se someten a un proceso de flotación para obtener el concentrado.
Los minerales con altos contenidos de hierro se tratan por vía seca: primeramente se tuesta el concentrado para transformar el sulfuro en óxido, que recibe la denominación de calcina, y a continuación se reduce éste con carbono obteniendo el metal (el agente reductor es en la práctica el monóxido de carbono formado). Las reacciones en ambas etapas son:
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
ZnO + CO → Zn + CO2
Otra forma más sencilla y económica de reducir el óxido de cinc es con Carbono. Se colocan los dos moles o porciones molares de óxido de cinc (ZnO), y un mol de Carbono (C), en un recipiente al vacío para evitar que el metal se incendie con el aire en el momento de purificarse, dando como resultado nuevamente óxido de cinc. En esta etapa, la reducción del óxido de cinc, se expresa de la siguiente manera:
2 ZnO + C → 2 Zn + CO2
Por vía húmeda primeramente se realiza el tueste obteniendo el óxido que se lixivia con ácido sulfúrico diluido; las lejías obtenidas se purifican separando las distintas fases presentes. El sulfato de cinc se somete posteriormente a electrólisis con ánodo de plomo y cátodo de aluminio sobre el cual se deposita el cinc formando placas de algunos milímetros de espesor que se retiran cada cierto tiempo. Los cátodos obtenidos se funden y se cuela el metal para su comercialización.
Como subproductos se obtienen diferentes metales como mercurio, óxido de germanio, cadmio, oro, plata, cobre, plomo en función de la composición de los minerales. El dióxido de azufre obtenido en la tostación del mineral se usa para producir ácido sulfúrico que se reutiliza en el lixiviado comercializando el excedente producido.


Los tipos de cinc obtenidos se clasifican según la norma ASTM en función de su pureza:
SHG, Special High Grade (99,99%)
HG, High Grade (99,90%)
PWG Prime Western Grade (98%)
El cinc metal no está considerado como tóxico pero sí algunos de sus compuestos como el óxido y el sulfuro. En la década de los 40 se observó que en la superficie del acero galvanizado se forman con el tiempo "bigotes de cinc" (zinc whiskers) que pueden liberarse al ambiente provocando cortocircuitos y fallos en componentes electrónicos. Estos bigotes se forman tras un período de incubación que puede durar días o años y crecen a un ritmo del orden de 1 mm al año. El problema causado por estos bigotes se ha agudizado con el paso del tiempo por haberse construido las salas de ordenadores y equipos informáticos sobre suelos elevados para facilitar el cableado en las que era común el uso de acero galvanizado, tanto en la estructura portante como en la parte posterior de las baldosas.

Las edades de dichas salas, en muchos casos de 20 o 30 años propician la existencia de pelos en cantidades y longitudes peligrosas susceptibles de provocar fallos informáticos. Además, la progresiva miniaturización de los equipos disminuye la longitud necesaria para provocar el fallo y los pequeños voltajes de funcionamiento impiden que se alcance la temperatura de fusión del metal provocando fallos crónicos que pueden ser incluso intermitentes
Zinc en la industria
Algunas de las industrias más importantes hacen uso del zinc en diferentes procesos, como pueden ser:

- Industria metalúrgica
- Industria alimenticia
- Industria automotriz
- Industria de las pinturas
- Industria farmacéutica
Industria aeroespacial

El zinc es un material muy importante dentro de las industrias, pues este representa una muy buena opción como recubrimiento de los metales.

Dentro de los usos y aplicaciones que se le pueden dar al zinc están:

- Galvanizado del acero
- Aleaciones de metales
- Recubrimiento de metales
- Protector de metales
- Galvaniza los metales
- Excelente conductor del calor y electricidad

Es un elemento químico esencial de número atómico 30 y símbolo Zn, situado en el grupo 12 de la tabla periódica de los elementos.
Usos del cobre
-El cobre forma parte del mundo que nos rodea. Esta en nuestras casas y en donde trabajamos o estudiamos, en los medios que utilizamos para transportarnos , en artefactos sofisticados y artesanales, en las computadoras y las industrias, en pequeños adornos y en grandes estatuas. Además los alambres de cobre transportan energía y transmiten información.
-Su presencia puede pasar desapercibida pero esta allí, utilizado como un material resistente, durable, reciclable y con alta conductividad térmica y eléctrica. Son propiedades que garantizan su vigencia como una materia prima esencial para la construcción de la civilizacion iniciada hace miles de años.
-El cobre refinado comercializado por empresas es transformado posteriormente en materia prima elaborada destinada a abastecer la industria manufacturera de productos para el consumo de la sociedad.
-La industria de construcción es uno de los principales consumidores de cobre, utilizado para el cableado de edificaciones, tuberías de agua y de gas, sistemas térmicos techumbres, terminaciones, o como componente estructural.
-Es clave para la generación y distribución eléctrica ya que es un excelente conductor de esa energía. Puede estar mas cerca nuestro de lo que pensamos, ya sea en forma pura o como parte de aleaciones. Aparece en las monedas, utensilios de cocina, joyería, objetos de arte, adornos, muebles, maquillajes y pinturas, instrumentos musicales, ropa...
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