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TEMA 9: METALES NO FERROSOS, 9.1. ESTAÑO, 9.2. COBRE, 9.4. PLOMO, 9.5.…
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9.1. ESTAÑO
Metal escaso en la superficie terrestre. De las minas se extrae la casiterita, donde el estaño se encuentra en forma de óxido.
CARACTERÍSTICAS
Sn puro es muy brillante, pero a T ambiente se oxida y pierde el brillo.
T ambiente: maleable y blando, se obtienen hojas de papel de Sn muy finas. En caliente: frágil y quebradizo.
Por debajo de -18ºC se empieza a descomponer y a convertirse en un polvo gris (enfermedad o peste del Sn).
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OBTENCIÓN
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Introducción en una cuba con agua, se agita y por decantación, el estaño queda abajo y se separa de la ganga.
Introducción del mineral en un horno, se oxidan los sulfuros de estaño y se convierten en óxido.
Introducción de la mena en forma de óxido en un horno reverbero. Aquí, el óxido de Sn se transforma en Sn (reducción). El Sn se deposita abajo y la escoria arriba.
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9.2. COBRE
MINERALES
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Sulfuros: calcopirita, calcosina
Óxidos: malaquita, cuprita
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OBTENCIÓN
Por vía seca: es el proceso más usado y se emplea cuando la concentración de cobre es +10%, si no hay que hacer un proceso de enriquecimiento.
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Introducción en un depósito lleno de agua, se agita y se separa la ganga por decantación, pues esta flota y el mineral queda abajo.
Se coloca la mena en una cinta transportadora que se mueve al mismo tiempo que se calienta el mineral. Así se oxida el hierro pero no el cobre.
La mena se introduce en un horno reverbero con fundente (sílice y cal, que van a reaccionar con el S, FeO --> escoria). Se obtiene cobre bruto o cobre blíster (40%)
Refinado por electrolisis --> Cobre 99,5%
Por vía húmeda: se usa cuando la concentración de cobre es -10%. Consiste en añadir ácido sulfúrico al mineral molido, y luego se obtiene el cobre por electrolisis.
ALEACIONES. Tienen mejores propiedades mecánicas y de resistencia a la oxidación, pero peor conductividad térmica y calorífica.
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Latón
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Especial: Cu+Zn+otros elementos. Grifos, tuercas y tornillos.
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9.4. PLOMO
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CARACTERÍSTICAS
Color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado. Se oxida muy fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo autoprotege
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Resiste bien los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
OBTENCIÓN
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Oxidación de los sulfuros: se calienta el sulfuro de Pb a 700ºC y se añade sílice y cal --> Monóxido de plomo (PbO).
Reducción de PbO: PbO --> Pb + impurezas = plomo de obra (reducción) en el horno de mufla, donde se añade cal y carbón de coque.
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9.5. ALUMINIO
Es el metal más abundante de la corteza terrestre. El mineral es la bauxita, que está formada por alúmina.
CARACTERÍSTICAS
Muy ligero e inoxidable, pues cuenta con una fina película de óxido de aluminio que lo protege.
Buen conductor de la electricidad y el calor. Se usa en los cables de alta tensión, ya que es más ligero que el cobre.
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9.6. TITANIO
Es un metal caro y abundante, pues está presente en casi todas las rocas de origen volcánico que contienen hierro. Los minerales de los que se extrae son: el rutilo y la ilmenita.
CARACTERÍSTICAS
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Propiedades mecánicas iguales o superiores a las del acero, con la diferencia de que las conserva hasta los 400ºC
OBTENCIÓN
MÉTODO KROLL
Cloración: se calienta el mineral al rojo vivo y se le añade carbón. Entonces, se hace circular cloro por toda la masa --> tetracloruro de titanio (TiCl4)
Transformación: el compuesto se introduce en un horno a 800ºC con helio/argón (gas inerte) y magnesio --> Titanio esponjoso.
Obtención: al titanio esponjoso se le añaden fundentes, y se introduce todo a un horno eléctrico --> Titanio puro.
APLICACIONES
Aeronáutica, gracias a su baja densidad y grandes prestaciones mecánicas.
Aleaciones comunes: +8% Al, +Cr, +V, +Mo.
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9.7. MAGNESIO
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CARACTERÍSTICAS
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Tiene un color blanco, parecido al de la plata. Es maleable y poco dúctil.
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OBTENCIÓN
Por electrolisis: (para los cloruros) el magnesio sube a la superficie al ser menos denso que las sales fundidas. La cuba tiene que ser metálica para que actúe como cátodo.
Por reducción: (para los carbonatos) se introducen al horno eléctrico (que cuenta con un electrodo de carbón) el mineral + fundente, con el fin de eliminar el oxígeno.
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9.3. CINC
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CARACTERÍSTICAS
Muy resistente a la oxidación y corrosión, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales.
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A T ambiente es quebradizo, pero entre 100-150ºC es muy maleable.
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Densidad: 7.28 kg/dm3
Punto fusión: 231 ºC
Resistividad: 0.115 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 5 kg/mm2
Alargamiento: 40%
Aplicación fundamental del Sn: fabricación de hojalata (chapa de acero recubierta por dos capas muy finas de Sn). Sn protege al acero de la oxidación.
Densidad: 8.90 kg/dm3
Punto fusión: 1083 ºC
Resistividad: 0.017 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 18 kg/mm2
Alargamiento: 20%
Densidad: 7.14 kg/dm3
Punto fusión: 419ºC
Resistividad: 0.057 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 3 kg/mm2 (piezas moldeadas) 20 kg/mm2 (piezas forjadas)
Alargamiento: 20%
Densidad: 11.34 kg/dm3
Punto fusión: 327 ºC
Resistividad: 0.22 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 2 kg/mm2
Alargamiento: 50%
Densidad: 2.7 kg/dm3
Punto fusión: 660 ºC
Resistividad: 0.027 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 10 kg/mm2. Laminado o forjado 20 kg/mm2
Alargamiento: 50%
Todos estos productos se comercializan en alambres, chapas, perfiles y barras (=acero).
Densidad: 4.45 kg/dm3
Punto fusión: 1800 ºC
Resistividad: 0.8 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 100 kg/mm2
Alargamiento: 5%
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Densidad: 1.74 kg/dm3
Punto fusión: 650 ºC
Resistividad: 0.8 ohmios mm2/m
Resistencia a la tracción: 18 kg/mm2