Pirometalurgia

La pirometalurgia es una rama de la metalurgia extractiva en la que se emplean procesos para obtención y refino o refinación de metales utilizando calor, como en el caso de la fundición.

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 pirometalúrgicos 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 se emplea mucho porque es más rápida y puede procesar grandes cantidades de mineral. Los demerita una desventaja ambiental: son altamente contaminantes, pues emiten SO₂ (anhídrido sulfuroso) y CO₂ (anhídrido carbónico)

Objetivo de la Metalurgia

El negocio minero conlleva la ejecución de diversos procesos que generan materiales que contienen elementos de interés con valores económicos relativos para la humanidad. El procesamiento de minerales y la metalurgia extractiva envuelven al conjunto de operaciones que se llevan a cabo para separar selectivamente especies de interés de aquellas sin valor. Dentro del procesamiento de minerales se distinguen las áreas de conminución, concentración de minerales, separación sólido líquido y operaciones anexas como el transporte de pulpa, mientras que en la metalurgia extractiva se identifican aquellas de hidrometalurgia, pirometalurgia y electrometalurgia. Cada una de las áreas mencionadas enfrenta desafíos de complejidad creciente como consecuencia de la disminución sostenida de las leyes en los yacimientos, aparición de elementos penalizados y regulaciones medioambientales cada vez más exigentes. Lo anterior releva la necesidad de mantener líneas de investigación, desarrollo e innovación que sustenten tecnologías adecuadas y eficientes. Resulta entonces indispensable contar con capital humano altamente calificado e instalaciones apropiadas para el desarrollo de una actividad que se caracteriza por un importante componente experimental.

El objetivo del grupo es generar conocimiento, formular procedimientos y desarrollar tecnologías que permitan un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles tanto en los yacimientos actualmente en explotación como de aquellas reservas identificadas y que permitan además hacer frente a los desafíos que se vislumbran en el futuro.

El grupo de investigación, busca satisfacer demandas dinámicas y exigentes en el mercado del procesamiento de minerales y la metalurgia extractiva, y tiene un carácter formador multidisciplinario e integrador que conlleva la participación de especialistas de diversas disciplinas para el desarrollo de sus proyectos.

Siderurgia

En Chile existe una única Planta Siderúrgica integrada y pertenece a Cía. Siderúrgica Huachipato S.A. (empresa CAP), se ubica en la Bahía de San Vicente, 14 Km. al noroeste de la ciudad de Concepción, capital de la Octava Región, Chile.

Esta planta comenzó sus actividades en 1950. Desde entonces y hasta hoy, mantiene una constante modernización que le permite ser una de las empresas siderúrgicas con mejor tecnología en Latinoamérica en el proceso de transformación del mineral de hierro en Acero.

Siderúrgica Huachipato es una "planta integrada", esto quiere decir que  fabrica acero laminado a partir de minerales de hierro, para su utilización directa o para transformaciones posteriores.

La diversidad de productos obtenidos en Huachipato es lograda después de un largo y complejo proceso industrial, con tecnología avanzada que lo hace único en Chile 

El Proceso Productivo Siderúrgico 

Procesos Productivos

En el principio de la historia los seres humanos encontraron el cobre en estado nativo, y con el paso de tiempo lo adaptaron para diversos usos con simples técnicas de calentamiento y martilleo

 +

 

A medida que progresaba la civilización también comenzaron a agotarse los minerales con alta ley de cobre, y los procesos metalúrgicos desarrollados durante milenios para obtener el metal debieron ser reemplazados paulatinamente por nuevas técnicas para el manejo del material mineralizado.    

La alta demanda generada a partir de la revolución industrial fue un estimulo para la búsqueda de tecnologías que permitieran aprovechar los yacimientos porfiricos con baja ley en los cuales el metal esta esparcido en grandes áreas y mezclado con gran cantidad de componentes y roca estéril, como los que explotan en la actualidad.

El mineral extraído pasa en primer lugar por el proceso de la molienda. En el caso de los minerales oxidados el proceso productivo implica someter el material a una solución de lixiviación que producirá soluciones de sulfato de cobre las cuales son sometidas a un proceso de extracción con solvente y posteriormente a un sistema de electoobtencion cuyo resultado final son los cátodos de cobre con 99,99 por ciento de pureza. 

PROCESO DE LIXIVIACIÓN  

Metalurgia de polvos

Los principios de la metalurgia de polvos fueron aplicados desde el año 3000 a.c por los Egipcios para hacer utensilios de hierro

Las principales operaciones del proceso de polvos de metal son compactados y sintetizados; el compacto o presionado consiste en someter las mezclas adecuadamente preparadas, a temperatura normal o elevada,  a presión considerable . El comprimido de polvo resultante se conoce como aglomerado  y se dice que puede manipularse pero es relativamente frágil.

El Sinterizado es una operación en donde los aglomerados verdes son sometidos al calor, generalmente en una atmósfera inerte a una temperatura inferior al punto de fusión del metal solido. El sinterizado dará la resistencia mecánica como otras propiedades.



Sinterizado



Compactación

PREPARACIÓN DE LOS POLVOS DE METAL 

Hay una relación  definitiva entre un método especifico de producción de polvo y las propiedades deseadas de los productos de metalurgia de polvo

Se utilizan muchos métodos mecánicos y químicos con el fin de producir para aplicaciones especificas, pero los métodos mas importantes son la atomización, la reducción de óxidos y la depositación electrónica

La atomización es el método mas frecuente para metales que tienen bajos puntos de fusión, como el estaño, plomo, zinc, cadmio y aluminio


  

TEMPERATURA DE FUSIÓN DE MATERIALES REFRACTARIOS  

Los inicios de la metalurgia

La edad de los metales comienza cuando el hombre invento la metalurgia, se considero uno de los avances tecnológicos decisivos y definitorios de la nueva etapa cultural.

la primera etapa se denominaba Calcolítico ( Calcós= Cobre ; Litos=Piedras). El cobre fue uno de los primeros metales que uso el hombre, utilizándolo inicialmente en su estado natural, el cobre nativo, ya que desconocía los mecanismos por los cuales se podía fundir el mineral. La etapa del Calcolítico inicio en el sur de la Península Ibérica a partir del III° Milenio a.c, normalmente asociado a la cultura de los millares, aunque hoy se considera mas extendido geográficamente. El fenómeno metalúrgico de esta área se caracteriza por una limitada producción    


A continuación se observa uno de los adornos que se fabricaron en la edad el Calcolítico




La segunda etapa se denomina edad del bronce es el periodo de la prehistoria en el que se desarrollo la metalurgia de este metal, resultado de la aleación del cobre con el estaño, El estaño adquiere su valor metalúrgico por su asociación con el cobre. añadiendo al cobre un 10% de estaño así se obtienen varias ventajas en el material resultante como es disminuir la temperatura de fusión, la obtención de un metal fundido de una gran fluidez y, por su puesto la mayor dureza del bronce que del cobre. Esta etapa hizo a regiones ricas en yacimientos de cobre.

a continuación se puede observar del como trabajaban con el bronce.

la ultima etapa se denomina edad del hierro es el periodo en el cual se descubre y populariza el uso del hierro como material para fabricar armas y herramientas, también pudo mejorar su calidad de vida.

aquí algunas de las armas que construyeron en aquel tiempo