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ELECTROLISIS IGNEA Y METALOTERMIA

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Erika Nuñez Ugues

on 9 October 2014

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QUE ES LA ELECTROLISIS
Es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergida en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo y el conectado al negativo como cátodo.
Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo).

Los procedimientos electrolíticos constan de interesantes y útiles aplicaciones en el campo de la industria. Algunas de estas aplicaciones son:

-La fabricación de metales activos, como son los elementos pertenecientes a los dos primeros grupos de la tabla periódica, así como también el aluminio, y elementos no metálicos, como es el caso del hidrógeno o el cloro.

-La fabricación o síntesis de compuestos como el hidróxido de sodio.
-Los recubrimientos de tipo metálicos.
-La purificación de elementos metálicos, como puede ser por ejemplo, el caso del cobre.

PARA QUE SIRVE LA ELECTROLISIS EN LA METALURGIA

El proceso consiste en colocar un metal impuro como ánodo de una cuba electrolítica, como electrolito una solución de una sal del metal y como cátodo una lámina delgada del mismo metal puro. Al pasar la corriente eléctrica, se consigue depositar en el cátodo el metal puro y disolver el ánodo impuro. Las impurezas quedan depositadas en el ánodo. El cobre, el níquel, el cinc, la plata y el oro son varios ejemplos de metales refinados por deposición a partir de disoluciones acuosas. El aluminio, el bario, el calcio, el magnesio, el berilio, el potasio y el sodio.

ELECTROLISIS IGNEA
Es la obtención por electrólisis directa de un metal a partir de un compuesto del elemento, calentado hasta fundirlo. La reducción se realiza directamente mediante la corriente eléctrica que atraviesa el baño.
Electrolito de sales fundidas
Propiedades exigibles
1. Baja temperatura de fusión
2. Temperatura de ebullición elevada
3. Conductividad eléctrica elevada
4. Estabilidad química frente a la atmósfera
5. Carácter no corrosivo
6. Ausencia de toxicidad
7. Fácil obtención al estado puro
8. Al estado fundido, menor densidad que la del metal obtenido

ELECTROLISIS IGNEA O DE SALES FUNDIDAS
Electrólisis de óxidos
Se realiza muy raramente por las siguientes razones:
• Los óxidos suelen ser muy refractarios
• Conducen mal la corriente al estado fundido
• Algunos de los óxidos, como el Na2O, no son estables en contacto con la
atmósfera
• En el ánodo se desprende oxígeno lo cual crea problemas importantes de
diseño
• Algunos metales como el Ti y Zr disuelven oxígeno en concentraciones
importantes y se obtienen muy impuros.
• Posibilidad de solubilizar algunos óxidos metálicos como oxisales sódicas.
• Posibilidad de solubilizar la alúmina en sales fluoradas
Electrólisis de cloruros
• Son buenos electrolitos cuando son fijos y estables: cloruros de los alcalinos
y alcalinotérreos
APLICACIONES DE LA ELECTROLISIS IGNEA
La extracción o beneficio electrolítico es importante en el caso de los metales ligeros altamente activos, aluminio, magnesio, etc., los cuales se producen casi exclusivamente por electrólisis de sales fundidas. En el caso de otros metales como el cobre y el zinc, el beneficio electrolítico a partir de disoluciones acuosas representa una alternativa a los procesos piro metalúrgicos. Otras aplicaciones importantes son la recuperación de impurezas valiosas como la plata y el oro contenidas en el cobre.
En metalurgia extractiva las celdas electrolíticas pueden clasificarse en dos grupos principales:
a) Celdas de producción (electro beneficio)
b) Celdas de refinación (electro refinado)

ELECTROMETALURGICA
Consiste en substitución, en un compuesto, de un metal por otro metal más activo o más ávido del metaloide que constituía el compuesto original. Es el caso de la producción de titanio mediante el proceso Kroll.
Tipos de reacciones
1. Reacciones exotérmicas entre especies químicas fijas
2. Generalmente, reacciones espontáneas al ser muy exotérmicas.
3. Se realizan en reactores abiertos a presión atmosférica.
- Obtención de varias ferroaleaciones como ferro tántalo,
ferro molibdeno y ferro vanadio por aluminotermia
METALOTERMIA
Es la técnica más antigua para extracción de metales. Permite obtener metales a partir de sus menas, directamente o después de concentradas, por medio de calor. Se trata principalmente de extraer –del mineral– el metal, mediante separación –de la ganga– del mineral y purificación de los metales. El rango de temperaturas suele superar los 950 °C.
Para mantener la temperatura a la que el proceso se lleva a cabo, la mayoría de los procesos piro metalúrgicos requiere aporte de energía. Esta energía la proporciona generalmente la reacción exotérmica de alguna variedad de carbón, como el coque, o la energía eléctrica. Según sea el proceso, se añade un agente reductor, que puede ser el combustible. Cuando la reacción exotérmica del material de partida es suficiente para mantener la temperatura del proceso (es decir, sin adición de combustible o de electricidad), se dice que el proceso es autógeno.
LA PIROMETALURGIA
El refino o refinación consiste en eliminación de impurezas remanentes en el material, mediante un tratamiento térmico. Esto comprende una amplia gama de procesos, que requieren diferentes tipos de horno o incluso otra factoría. El término «refinado» también puede referirse a ciertos procesos electrolíticos en frío. Por ello algunos tipos de refinación piro metalúrgica se conocen como «refinado al fuego».
Algunos de los métodos de refino son:

Refino
ELECTROLISIS IGNEA Y METALOTERMIA

La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.
En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre éstos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al cátodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del ánodo (-).
En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación - reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria.

• Cuando son volátiles (casos del Al y Be) se estabilizan disolviéndolos en un
cloruro alcalino
• Se desprende cloro gaseoso en el ánodo de grafito: problemas muy serios de
corrosión de equipos.
• Se obtienen de esta manera los alcalinos y alcalinotérreos
Electrólisis de fluoruros
• Son buenos electrolitos, con buena fusibilidad y buena conductividad
• El ánodo se desprende flúor, que ataca a los electrodos y que se puede
transformar en HF en contacto con la humedad del aire. Problema
importante que limita su uso
1 Secado
2 Calcinación
3 Tostado
4 Fusión
5 Refino
- Volatilización
- Metalotermia

Volatilización: Obtención del metal o de un compuesto metálico que pasa directamente a gas. A veces se emplea un reactivo intermedio que genera un compuesto volátil del metal. Después de extraer el metal se reutiliza el compuesto. Es refino químico. A veces lo que interesa es el residuo, como en el caso de extracción mediante amalgama, pero a éste no se le considera proceso pirometalúrgico.
Metalotermia:
Consiste en substitución, en un compuesto, de un metal por otro metal más activo o más ávido del metaloide que constituía el compuesto original. Es el caso de la producción de titanio mediante el proceso Kroll.
LOS GUAPOS :
Mayte Ugues
Manuel Sarabia
Juan Luis Barrientos
Javier Mar
Ricardo Gutierrez
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