jueves, 12 de febrero de 2015

Metales no ferrosos pesados: El cobre

INTRODUCCIÓN

Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad

- Su densidad es de 8,9 kg/dm3

- Punto de fusión: 1083 ºC

- Resistividad: 0,017 Ώ x mm2/m

- Resistencia a la tracción: 18 kg/mm2

- Alargamiento: 20%


CARACTERÍSTICAS DEL COBRE

• Es muy dúctil

• Es maleable

• Posee una alta conductividad eléctrica y térmica

• El cobre tiene propiedades bactericidas: Tiene una gran resistencia antimicrobiana.

• El cobre puede alearse con otros metales para adecuar sus características al uso requerido.

• Resistencia ante la corrosión del cobre


PROCESOS DE OBTENCIÓN DEL COBRE

• Vía seca:
1. Se tritura el material, se criba, y se muele hasta reducirlo a polvo.

2. Se introduce en un recipiente con agua abundante, donde se agita para eliminar la ganga que flota.

3. El mineral que quede se lleva a un horno de pisos donde se oxida para eliminar el hierro presente. Aquí, entonces, se separa el cobre del hierro.

4. A continuación se introduce el mineral en un horno dónde se funde. Luego se añade silice y cal que reacciona con el azufre y elimina el hierro, formando la escoria que flota y se elimina. El cobre líquido que se encuentra debajo se denomina cobre bruto con una pureza del 40%



5. Por último, para obtener un cobre de alta pureza se somete a un proceso electrolítico y tendrá una pureza del 99.9%






• Vía húmeda:

Se emplea cuando el contenido en cobre del minerales inferior al 10%.El procedimiento consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico. Luego, mediante un proceso de electrólisis, se obtiene el cobre. El cobre bruto así obtenido es muy impuro; el cobre puro se obtiene del bruto mediante el refino o también por vía electrolítica.





PROPIEDADES


Físicas:

Es de color rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con mayor conductividad eléctrica y térmica. Es abundante en la naturaleza; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es resistente a la corrosión y oxidación.

Mecánicas:

Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fáciles de mecanizar. Posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy delgados y finos. Tiene un índice de dureza 3 en la escala de Mohs y tiene una gran resistencia a la tracción. Admite procesos de fabricación de deformación como laminación o forja, y procesos de soldadura.

Químicas:


Estados de oxidación bajos

Expuesto al aire, se torna rojo violeta para ennegrecerse posteriormente. Expuesto largo tiempo al aire húmedo, forma una capa adherente e impermeable de carbonato básico (carbonato cúprico) de color verde y venenoso.

Los halógenos atacan con facilidad al cobre, especialmente en presencia de humedad. En seco, el cloro y el bromo no producen efecto y el flúor solo le ataca a temperaturas superiores a 500 °C.

Los ácidos oxácidos atacan al cobre, por lo cual se utilizan estos ácidos como decapantes (ácido sulfúrico) y abrillantadores (ácido nítrico).


ALEACIONES MÁS IMPORTANTES

- Bronce (aleación de cobre y estaño)

- Latón (aleación de cobre y cinc)

- Cuproaluminio (aleación de cobre y aluminio)

- Alpaca (aleación de cobre, níquel y cinc)

- Cuproniquel (aleación de cobre y níquel)


APLICACIONES Y USOS MÁS IMPORTANTES






PROCESOS INDUSTRIALES MÁS IMPORTANTES DEL COBRE

- Minería del cobre: Dentro de la mina: en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita). A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros); primarias calcosina (Cu2S) y covellina (CuS). Y finalmente las secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores.

- Metalurgia del cobre: Esta depende de si el material se presenta en forma de óxido o sulfuro.

Para los sulfuros se utiliza la llamada pirometalurgia, de lo que se obtiene cátodos al 99,9% de cobre, hierro, azufre, plata y oro.

Cuando se trata de aprovechar los residuos minerales, la pequeña concentración de cobre que hay en ellos se encuentra en forma de óxidos y sulfuros, y para recuperar ese cobre se emplea la tecnología llamada hidrometalurgia.

- Tratamientos térmicos del cobre: Hay 3 más usuales: recocido, refinado y temple.

El cobre duro recocido se presenta muy bien para operaciones en frío como son: doblado, estampado y embutido.

El refinado es un proceso que tiene como objetivo eliminar las impurezas
contenidas en el cobre, volatilizándolas o reduciéndolas a escorias.

El temple consigue disminuir la dureza del material.



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