1. Metalurgia
►Industrias y Procesos Químicas

2. METALES DE IMPORTANCIA ECONÓMICA
CROMO
NIQUEL
PLATINO
PLOMO
HIERRO
MANGANESO
TUNGSTENO
ALUMINIO
MERCURIO
MOLIBDENO
VANADIO
COBRE
ORO
PLATA
CINC
BISMUTO
MAGNESIO
COBALTO
ANTIMONIO
ESTAÑO

3. Propiedades
Físicas y Químicas
Metales

4. 1. Brillo metálico
2. Alta conductividad
calorífica
3. Alta conductividad
eléctrica
5. Dúctiles
4.Maleables
6. Empaquetamiento
compacto
PROPIEDADES FÍSICAS
DE LOS METALES

5. PROPIEDADES QUÍMICAS
DE LOS METALES
1. En general tienen entre 1 y 3 electrones
externos.
2. Ceden sus electrones externos para
formar cationes.
3. Están unidos mediante el enlace metálico
4. Cuando se ponen en contacto dos
metales se forma una aleación.
5. Reaccionan con oxígeno formando
óxidos básicos

6. Reacciones de desplazamiento
en los metales
• Los metales pueden sufrir una reacción de desplazamiento, es
decir un metal de un compuesto puede ser desplazado por otro
metal en estado libre.
• M1A + M2 M2A + M1 .
• Ecuación que indica que el metal libre M2, desplaza al metal
M1 de su compuesto y lo deja en libertad.
• Una forma sencilla de predecir si va a ocurrir una reacción de
desplazamiento es utilizar la llamada serie electroquímica.
• La Serie electroquímica o serie de actividad es en realidad un
resumen de las reacciones de desplazamiento que pueden
llevarse a cabo.

7. Reacciones de desplazamiento
en los metales
•En la mencionada serie electroquímica aparece el Hidrógeno que
no es un metal, sin embargo lo que se puede desprender de su
posición es que los metales que se encuentran arriba de él lo
desplazan de sus compuestos, es decir reaccionan con agua y con
ácidos.
• Este desplazamiento se da también entre metales, por ejemplo el
Mg se encuentra arriba del Co, por lo tanto lo desplaza de sus
compuestos como se ve en la siguiente ecuación:
CoCl2 + Mg MgCl2 + Co
Este tipo de reacciones se utiliza para la industria metalúrgica, ya
que se utiliza un metal barato para obtener uno con mayor precio.

8. A
C
T
I
V
I
D
A
D
LITIO
POTASIO
BARIO
CALCIO
SODIO
MAGNESIO
ALUMINIO
CINC
CROMO
HIERRO
CADMIO
COBALTO
NÍQUEL
ESTAÑO
PLOMO
HIDRÓGENO
COBRE
MERCURIO
PLATA
PLATINO
ORO
LOS METALES
QUE ESTÁN EN
LA PARTE SUPERIOR
DESPLAZAN DE SUS
COMPUESTOS A LOS
QUE SE ENCUENTRAN
ABAJO
EL MÁS ACTIVO LITIO
EL MENOS ACTIVO ORO
ORDEN DE ACTIVIDAD
DE LOS METALES

9. • LOS METALES QUE SE ENCUENTRAN EN ESTADO
NATIVO SON LOS QUE SE LOCALIZAN ABAJO DEL
HIDRÓGENO EN LA SERIE DE ACTIVIDAD DE LOS
METALES.
•LOS METALES QUE ESTAN ARRIBA DEL
HIDRÓGENO, DADA SU POSICIÓN EN LA SERIE
ELECTROMOTRÍZ, FORMARAN ÓXIDOS O
HIDRÓXIDOS.
ESTADO NATURAL DE LOS METALES (1)

10. •EN LA CORTEZA TERRESTRE (PARTE SÓLIDA),
SÓLO SE ENCUENTRAN COMPUESTOS DE
METALES NO SOLUBLES EN AGUA.
•LOS COMPUESTOS SOLUBLES SE
ENCUENTRAN EN EL MAR Y EN DEPÓSITOS
SUBTERRÁNEOS.
•LOS METALES IMPORTANTES SE
ENCUENTRAN COMO ÓXIDOS, HIDRÓXIDOS,
SULFUROS Y SILICATOS INSOLUBLES.
ESTADO NATURAL DE LOS METALES (2)

11. Obtención de metales
Pirometalurgia
Hidrometalurgia
Electrometalurgia

12. CIENCIA DE EXTRAER LOS METALES
A PARTIR DE SUS MINERALES.
¿Qué es la METALÚRGIA?

13. LOCALIZACIÓN DE MINERALES
EXTRACCIÓN
CONCENTRACIÓN
TOSTACIÓN
REDUCCIÓN
REFINACIÓN
TRATAMIENTO, ALEACIÓN
PIROMETALURGIA HIDROMETALURGIA ELECTROMETALURGIA
PROCESO GENERAL DE
OBTENCIÓN DE METALES

14. METALURGIA EXTRACTIVA
PROCESOS FÍSICOS PROCESOS QUÍMICOS
Tipos de Procesos Metalúrgicos

15. ES UN PROCESO FÍSICO, ES LA PARTE INICIAL DE
LA OBTENCIÓN DEL METAL Y CONSISTE EN LA
SEPARACIÓN DEL MINERAL DE OTROS
MATERIALES QUE LO ACOMPAÑAN Y QUE DEBEN
DE SER DESECHADOS.
EN LENGUAJE TÉCNICO:
MINERAL = MENA
DESECHO = GANGA (ARENA, ROCAS, ARCILLAS,
ETC).
CONCENTRACIÓN DEL MINERAL (1)

16. LA CONCENTRACIÓN DEL MINERAL SE PUEDE
HACER DE LAS FORMAS SIGUIENTES:
•Separación a mano
•Separación magnética (Fe3O4)
•Separación por medio de diferencias de densidad
•Flotación con aceite (concentración del mineral
mayor a 90 %).
CONCENTRACIÓN DEL MINERAL (2)

17. 1. SEPARACIÓN MAGNÉTICA
2. FLOTACIÓN
LOS MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN DE
MINERALES MÁS EMPLEADOS EN LA
INDUSTRIA MINERO METALÚRGICA SON:
PRINCIPALES PROCESOS FÍSICOS DE
CONCENTRACIÓN DE MINERALES

18. Aire comprimido
Mineral concentrado
En la espuma
Ganga
MÉTODO DE SEPARACIÓN DE
MINERALES POR FLOTACIÓN

19. PRINCIPIOS DEL MÉTODO DE FLOTACIÓN
1. PARA QUE EL MÉTODO DE FLOTACIÓN
FUNCIONE LAS PARTÍCULAS DEL MINERAL,
DEBEN DE SER HIDROFÓBICAS.
2. LOS AGENTES DE FLOTACIÓN SE ADSORBEN
EN LA SUPERFICIE DEL MINERAL, EVITANDO
QUE SE HUMEDEZCA

20. 3. LAS MOLÉCULAS DEL AGENTE DE
FLOTACIÓN TIENEN UN EXTREMO NO POLAR
QUE SE UNE A LA SUPERFICIE DEL MINERAL Y
EL EXTREMO POLAR ES EL QUE INTERACTÚA
CON EL AGUA.
S = C
O CH2 CH3
S - K+
Etil Xantato de potasio
PRINCIPIOS DEL MÉTODO DE FLOTACIÓN (2)

21. METALURGIA
PIROMETALURGIA
HIDROMETALURGIA
ELECTROMETALURGIA
TOSTACIÓN
REDUCCIÓN
DEFINICIÓN DE LOS
PROCESOS METALÚRGICOS

22. PIROMETALURGIA:
UTILIZACIÓN DEL CALOR PARA CONVERTIR
EL MINERAL PRIMERAMENTE A UN ÓXIDO (TOSTACIÓN)
Y POSTERIORMENTE AL METAL DESEADO (REDUCCIÓN
TOSTACIÓN: CALENTAMIENTO DEL MINERAL EN
PRESENCIA DE AIRE, PARA PRODUCIR EL ÓXIDO DEL
METAL CORRESPONDIENTE.
REDUCCIÓN: REACCIÓN EL ÓXIDO DEL METAL
CON UN AGENTE REDUCTOR QUÍMICO COMO CO
o H2, PARA OBTENER EL METAL
PROCESOS METALÚRGICOS

23. Proceso que consiste en calentar el mineral
finamente dividido en una corriente de aire o en
gases de horno enriquecidos con aire.
Por ejemplo:
2CuS(s) + 3O2(g) 2 CuO(s) + 2 SO2(g)
pirita
ZnCO3(s) ZnO(s) + CO2(g)
smithsonita
2NiS (s) + 3O2(g) 2NiO(s) + 2SO2(g)
millerita
FeCO3 (s) FeO(s) + CO2(g)
siderita
PROCESO DE TOSTACIÓN

24. PROCESO DE REDUCCIÓN
 Proceso que consiste en hacer reaccionar el óxido
metálico con un agente reductor como CO, H2 o un
metal activo:
Fe2O3(s) + 3CO (g) 2Fe(s) + 3CO2(g)
CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(g)
TiCl4(s) + 2Mg(s) Ti(s) + 2 MgCl2(g)

25. HIDROMETALURGIA:
SEPARACIÓN SELECTIVA DE UN
MINERAL O GRUPO DE MINERALES
MEDIANTE UN PROCESO QUÍMICO
ACUOSO.
PROCESOS
METALÚRGICOS(2)

26. PROCESOS
METALÚRGICOS(3)
ELECTROMETALURGIA:
EMPLEO DE LOS MÉTODOS DE ELECTRÓLISIS
PARA OBTENER EL METAL PURO A PARTIR
DE CUALQUIERA DE SUS COMPUESTOS O BIEN
LA PURIFICACIÓN DE UNA FORMA IMPURA
DEL METAL

27. Pirometalurgia del Hierro
Obtención del hierro de sus minerales
utilizando calor

28. Esquema General de la
Pirometalurgia del Hierro
Extracción
del mineral
de hierro
Transporte
del mineral
de hierro
Concentración
del mineral
- Quebrado
- Lavado
-Cribado
- Concentrado
Extracción
de Hulla
Transporte
del mineral
de Hulla
Preparación
del mineral de
Hulla -
•Refinado
•Calentado
Extracción
de piedra
caliza
Transporte
de piedra
caliza
Preparación
del mineral de
coque -
•Lavado
•Quebrado
•Cribado
Aire
Alto horno
Escoria
Arrabio

29. PIROMETALURGIA DEL Fe
Diagrama de Flujo del proceso
Concentración
Mineral
Ganga
Óxido de Fe
Impurezas Reducción en
Alto horno
CO,
CO2
NO2
Coque (C)
CaCO3
Aire
O2 y N2
Fe
Impuro
Recortes de Fe
CaO
Fe, C
Ni, P
Si, etc
Refinación en
Convertidor
O2 o O2 y Ar
CO2
SO2
Ni2SiO4
Mn2SiO4
Ca3(PO4)2
Fe y C
ACERO
Al carbón
Escoria

30. Principales menas de Hierro
Mineral Contenido de Fe
Hematita (mena roja) 70% de hierro
Magnetita (mena negra) 72.4% de hierro
Siderita (mena café pobre) 48.3% de hierro
Limonita (mena café) 60-65% de hierro

31. Principales minerales: Hematita Fe2O3 y Magnetita Fe3O4
Concentración de minerales: Se muele en forma de
polvos finos y se separa el mineral de la ganga mediante
imanes
El contenido de hierro sube de 30-40 % a 60 o 65 %.
Se forman lingotes pequeños de 6 a 25 mm de diámetro
para meter el mineral al Alto horno.
Tostación: Este proceso no se lleva a cabo debido a
que el mineral ya es un óxido.
PIROMETALURGIA DEL HIERRO (1)
Proceso de concentración

32. Reducción del mineral: se lleva a cabo en un alto
horno, reactor químico continuo, de 60 m de altura
16 m de ancho, capaz de producir 10, 000 Toneladas
diarias.
Los altos hornos se cargan con una mezcla de coque,
mineral de hierro y piedra caliza.
PIROMETALURGIA DEL HIERRO (2)
Proceso de reducción

34. El coque tiene dos funciones principales: como
combustible para calentar el horno y producir
gases reductores como el CO y H2.
El CaCO3 sirve para formar las escorias.
PIROMETALURGIA DEL HIERRO (3)
Funciones del coque y CaCO3

35. PIROMETALURGIA DEL HIERRO (4)
Operación del alto horno
El aire precalentado se introduce al alto horno por
la parte inferior, y su función es permitir la
combustión del coque.
Para producir 1kg de hierro, se requiere de 2
kg de mineral, 0.3 kg de piedra caliza, 1 kg de
coque y 1.5 kg de aire.

36. El coque se quema en la parte baja del horno, a esta
temperatura el CO2 no es estable y reacciona con el
coque como se muestra en las siguientes ecuaciones:
C(s) + O2(g) CO2(g)
C(s) + CO2(g) 2 CO(g) , sumándolas
2C(s) + O2(g) 2CO (g)
El vapor de agua presente en el aire también reacciona
con el coque:
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
PIROMETALURGIA DEL HIERRO (5)
Formación de CO y H2 en el Alto Horno

37. Reacciones de obtención de Fe por reducción con CO
e H2.
Los óxidos metálicos son reducidos y para el caso del
Fe3O4, las reacciones químicas son:
Fe3O4(s) + 4CO(g) 3Fe(s) + 4 CO2(g)
Fe3O4(s) + 4H2(g) 3 Fe(s) + 4 H2O(g)
PIROMETALURGIA DEL HIERRO (6)

38. Los otros elementos presentes también se reducen:
MnO(s) + CO(g) Mn(l) + CO2(g)
SiO2(l) + 2CO(s) Si(l) + 2CO2(g)
P2O5 (l) + 5 CO(s) 2 P(l) + 5 CO2 (g)
La escoria formada se queda encima del hierro fundido y
lo protege. El hierro fundido se moldea en lingotes que se
utilizan para la fabricación de acero.
PIROMETALURGIA DEL HIERRO (7)
Reducción de Impurezas

40. Alto Horno
Mineral, piedra
caliza y coque
CO, CO2, NO2
Tobera para suministro
de aire caliente
Boquilla de soplado
de aire caliente
Escoria
Hierro fundido
Salida de
hierro fundido
1600°C
1000°C
600°C
250°C
Hombre

41. Reducción directa del mineral
REDUCCIÓN DIRECTA DEL MINERAL DE HIERRO
También se puede utilizar el método de reducción directa, el
cual emplea agentes reductores como gas natural, coque,
aceite combustible, monóxido de carbono, hidrógeno o
grafito. El procedimiento consiste en triturar la mena de
hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores,
El producto del sistema de reducción directa es el hierro
esponja que consiste en unos pellets de mineral de hierro
los que pueden ser utilizados directamente para la
producción de acero.

42. Obtención de Fe esponja

43. Producción de Hierro esponja
METANO
Agua
CH4
H2O(v)
H2 (g) + CO (g)
Agua
fría
Agua
Caliente
Mineral
de
hierro
CH4 + H2O  CO + 3H2
Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O
Reactor
1 Reactor
2
Hierro Esponja
Energía

44. REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO(1)
La refinación se lleva a cabo en un recipiente llamado
Convertidor con capacidad aproximada de 300 Ton,
Inicialmente se carga con recortes de hierro y CaO
(75 Ton), posteriormente se llena con hierro
fundido proveniente del alto horno.

46. El hierro tiene como impurezas: 0.6 a 1.2% de Si,
0.2% de P, 0.4 a 2% de Mn y 0.3 % de S y gran
cantidad de C.
Se utiliza como agente oxidante O2 puro u O2 con Ar.
REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO(2)

47. El O2 reacciona con las impurezas y permite su
disminución:
C y S se eliminan como CO2 y SO2.
El Si forma SiO2, que se adhiere a la escoria, los óxidos
metálicos forman silicatos con el SiO2
La presencia de CaO ayuda a la eliminación del P,
formándose el Ca3(PO4)2.
REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO(3)

49. REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO (4)
En resumen, las impurezas del hierro reaccionan
con O2
2 Mn(l) + O2(g) 2 MnO(l)
2 Ni (l) + O2(g) 2NiO (l)
Si(g) + O2(g) SiO2(l)

50. Los óxidos metálicos reaccionan con el SiO2
formando silicatos que se integran a la escoria:
2 MnO (l) + SiO2(l) Mn2SiO4
2 NiO (l) + SiO2(l) Ni2SiO4
Y el P reacciona con el CaO formando fosfato:
3 CaO(l) + P2O5(l) Ca3(PO4)2(l)
que también se integra a la escoria.
REFINACIÓN DEL HIERRO Y
FORMACIÓN DEL ACERO (5)

51. CONVERTIDOR DE HIERRO Y ACERO
Ladrillos
refractarios
Cinturón
Para el
Manejo del
recipiente
Hierro
Fundido y
escoria
Entrada de O2
y O2 – Ar
Cubierta
removible
Extremo para
vaciarlo

53. PROCESO TRADICIONAL
COQUIZADOR ALTO HORNO
Reactor de
Reducciób
CONVERTIDOR
CONVERTIDOR
COLADA
CONTINUA
CARBÓN
Gas
Natural
PELLETS
MINERAL
ENERGÍA
ELÉCTRICA
PROCESO DEL HIERRO ESPONJA
COMPARACIÓN DE PROCESOS DE
OBTENCIÓN DEL HIERRO
Producción de
Gas de síntesis

54. Fabricación de Fe y aceros
Arrabio Liquido
o sólido
Proceso de
pudelado
Convertidor
Bessemer
Hornos de
Hogar abierto
Hornos de
Arco eléctrico
Hornos de
Refinación
Cubilote
Hierro dulce
C < 0.1%
Aceros al carbón
0.1 % > C < 2.0 %
Colados de
Hierro maleable
2.0 > C < 2.5 %
Hierro colado
maleable
2.5 %< C < 3.75%

55. Influencia de los elementos
químicos en el hierro
Carbono. Arriba del 4% baja la calidad del hierro,
sin embargo se puede decir que es el elemento que
da la dureza al hierro y por medio de sus diferentes
formas en las que se presenta, se pueden definir
varias propiedades de las aleaciones y su grado de
maquinabilidad.

56. Influencia de los elementos
químicos en el hierro
Silicio. Este elemento hasta un 3.25% es un
ablandador del hierro, arriba de 3.25% actúa como
endurecedor. El hierro con bajo contenido de silicio
responde mejor a los tratamientos térmicos.
Manganeso. Es un elemento que cuando se
agrega a la fundición arriba del 0.5% sirve para
eliminar al azufre del hierro. También aumenta la
fluidez, resistencia y dureza del hierro.

57. Equipo Industrial
Pirometalurgia del Hierro

58. Alto horno

59. Horno de arco eléctrico

60. Proceso Hidrometalúrgico
Metalurgía de Oro

61. Hidrometalúrgia del Au
Diagrama de flujo
Tanque
de
disolución
Mineral
Aire (O2 y N2) Solución acuosa
de NaCN
Filtro
Ganga
Au en solución
Impurezas
solubles
Precipitador
de impurezas
solubles
CaO
M(OH)n
Au en solución
Precipitador
de Au
Zn
(Au(s) Zn(s)
Eliminador
de Zn
Aire
ZnO
Au

62. Para minerales con muy poco contenido de oro, se utiliza
un método por vía humeda con NaCN en presencia de oxígeno
del aire, se forma un compuesto complejo estable que es
soluble en agua:
4Au(s) + 8NaCN(ac) + O2(ac) + 2H2O(l) 4AuNa(CN)2(ac) + 4NaOH(ac)
HIDROMETALURGÍA DEL ORO (1)
Reacción en el tanque de disolución

63. Esta solución se trata con CaO, para precipitar otros iones
metálicos como hidróxidos, por ejemplo:
Mn2+(ac) + CaO(s) + H2O(l) Mn(OH)2(s) + Ca2+(ac)
Se filtra la solución y se trata con Zn metálico para precipitar
el Au:
2 AuNa(CN)2(ac) + Zn(s) ZnNa2(CN)4(ac) + 2Au(s)
HIDROMETALURGÍA DEL ORO (2)
Precipitación de impurezas y de Au

64. Mediante la filtración se obtiene una mezcla de Zn y
Au, para separar el Zn, primero se calienta para
formar el ZnO(s), el cual calentarse se sublima y deja
al Au, el cual se funde con borax Na4B4O7
.10H2O y
Sílice SiO2, con lo cual se forma una escoria en la cual
se eliminan Los óxidos metálicos que pudieron haber
quedado.
HIDROMETALURGÍA DEL ORO (1)
Purificación del Au

65. Proceso Hidro y Electro
metalurgico
Metalurgia del Aluminio

66. Metalurgía del aluminio
• Para la obtención del aluminio, se usan
dos procesos metalúrgicos:
• Hidrometalurgia (concentración del
mineral)
• Electrometalurgia para obtener el metal.

67. Hidrometalurgia (proceso Bayer)
Reactor de
Concentración
de mineral
Bauxita
Al2O3 +
Impurezas
Solución acuosa
de NaOH al 30 %
Silicoaluminatos
Óxido e hidróxidos
de Fe
Al2O3 purificado
Proceso
Hall

68. El mineral más adecuado para obtener el Al es la bauxita
Al2O3
.xH2O.
Para eliminar las impurezas de Fe y SiO2, se emplea el proceso
Bayer, en el cual el mineral se muele y pulveriza, y se hierve
en solución acuosa concentrada de NaOH al 30% entre 150
y 230 °C, obteniéndose:
Al2O3
.H2O(s) + 6H2O (l) + 2OH-(ac) 2 Al(H2O)2(OH)4
-(ac)
METALURGIA DEL ALUMINIO (1)
Hidrometalurgia (Proceso Bayer)

69. Las impurezas de SiO2 precipitan como
silicoaluminatos y el óxido hierro como un lodo
rojo.
A la solución que contiene el aluminio se le
elimina el agua, el sólido resultante se calcina y se
obtiene un óxido parcialmente hidratado
Al2O3
.xH2O llamado alumina que al calentarlo a
1000°C se convierte en óxido de aluminio anhidro.
METALURGIA DEL ALUMINIO (2)
Hidrometalurgía

70. Electrometalurgia del aluminio
Proceso Hall
Celda
electrolítica
Al2O3
Proceso
Bayer
Criolita
Corriente
eléctica
Aluminio fundido
C electrodos
de Grafito (anodos)
CO2 gas

71. Se emplea el proceso Hall en el cual se disuelve el
Al2O3 purificado en criolita fundida Na3AlF6, la
cual se funde a 1012 °C y es un buen conductor
de la corriente eléctrica.
METALURGIA DEL ALUMINIO (3)
Electrometalurgia

72. En la electrólisis se emplean ánodos de grafito los
cuales se consumen.
En el proceso de la electrolisis. La reacciones que
ocurren en los electrodos son las siguientes:
2Al2O3(l) 4Al3+ + 6O2-
Ánodo 3 C(s) + 6O2- 3 CO2(g) + 12e-
Cátodo 4 Al3+ + 12e- 4 Al (s)
METALURGIA DEL ALUMINIO (4)
Electrometalurgia
criolita

73. Ya que el metal se concentra en la parte baja de la
cuba electrolítica, debido a que es mas denso que la
solución de criolita-alumina, el aluminio fundido se
descarga y se hacen lingotes
METALURGIA DEL ALUMINIO (5)
Electrometalurgia

74. +
-
Al2O3 disuelto
En criolita
fundida
Aluminio fundido
Recipiente de
Hierro con carbono
Ánodos de
grafito.
ELECTROMETALURGIA DEL ALUMINIO
Aluminio
fundido

75. Pirometalurgia vs Electrometalurgia
Metalurgia del Cobre

76. El Cu se obtiene principalmente de las calcopirita
CuFeS2, usando métodos pirometalurgicos,
mediante la siguiente reacción:
4CuFeS2(s) + 13 O2(g) 4CuO(s) + 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)
PIROMETALURGIA VS HIDROMETALURGIA (1)

77. La anterior reacción genera algunos problemas:
•Gasto energético muy alto, para producir la reacción
•Gran cantidad de escoria de Fe como óxido.
•Producción de SO2(g) que se descarga a la atmósfera
causando contaminación ambiental.
PIROMETALURGIA VS
HIDROMETALURGIA (2)

78. Actualmente se pone en práctica un método
hidrometalurgico que evita la mayoría de
los problemas.
El método hidrometalurgico implica la oxidación
en medio acuoso de la calcopirita CuFeS2,
después de que ha sido concentrada por flotación.
PIROMETALURGIA VS
HIDROMETALURGIA (3)

79. El mineral finamente dividido se suspende en una
solución acuosa de ácido sulfúrico en presencia de
oxígeno, donde tiene lugar la oxidación de la
calcopirita, según la siguiente ecuación:
2CuFeS2(s) + 2H+(ac) + 4O2(g)
2Cu2+(ac) + SO4
2-(ac) + Fe2O3(s) + 3S(s) + H2O(l)
PIROMETALURGIA VS
HIDROMETALURGIA(4)

80. La solución resultante se sujeta a una
electrólisis para obtener cobre metálico, la
solución remanente es ácido sulfúrico el
cual se vuelve a reciclar al sistema.
PIROMETALURGIA VS
HIDROMETALURGIA (5)

81. ELECTROMETALURGIA DEL COBRE (1)
En general el Cu en bruto que se obtiene de CuFeS2
o de Cu2S mediante procesos pirometalurgicos no
esta lo suficientemente puro para sus aplicaciones
como conductor eléctrico.
La refinación del cobre se hace mediante
electrólisis Los ánodos son de cobre bruto y
los cátodos son de cobre puro, la solución
electrolítica es sulfato de cobre CuSO4(ac).

82. Al conectar la celda a un voltaje, el cobre del ánodo
se oxida y El Cu2+ de la solución se reduce en el
catodo.
Anodo Cu0(s) Cu2+(ac) + 2e-
Cátodo Cu2+(ac) + 2e- Cu0(s)
ELECTROMETALURGIA DEL COBRE (1)

83. Cu impuro
Solución
Cu puro
Cátodo(-)
Ánodo(+)
ELECTROMETALURGÍA DEL COBRE

84. Proceso Electrometalurgico
Metalurgia del Sodio

85. ELECTROMETALURGIA DEL SODIO
Se emplea la electrolisis del cloruro de sodio fundido.
El medio electrolitico donde fluye la corriente
electrica es el cloruro de sodio fundido, el
cual se ioniza como se muestra a continuación:
NaCl (l) Na1+(solv) + Cl1- (solv)

86. Para disminuir el punto de fusión del medio se agrega
CaCl2 (de 804°C disminuye a 600°C)
Se evita el contacto del Cl2 y el Na, también no
se permite el O2
Las reacciones en los electrodos son;
Ánodo 2Cl1- (solv) – 2e- 2Cl0(solv) Cl2(g)
Cátodo 2Na1+(solv) + 2e- 2Na(l)
ELECTROMETALURGIA DEL SODIO

87. +
- -
Cloruro de sodio
fundido
Ánodo de
grafito
Entrada para vaciar
Cloruro de sodio
Pantalla de hierro para
Evitar la combinación
de Na y Cl2 Salida de
Na Fundido
Salida de cloro gas
2Cl- -2e  Cl2
Cátodo
de
acero
2Na+ + 2 e  2Na0
ELECTROMETALURGIA DEL SODIO