INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL UNIDAD INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

ASIGNATURA:PROCESOS INDUSTRIALES II NOMBRES: GLADYS OROZCO RANGEL CASTRO ALBERTO JAVIER GONZALEZ PINEDA MARIO EDMAR OMAR SECUENCIA: 3AV1

UNIDAD VII. INDUSTRIAS MINERO-METALURGICA (7.1-7.1.6)

7.1 INDUSTRIA MINERO-METALURGICAMINERIAEs una actividad econmica primaria (pues los minerales se toman directamente de la Naturaleza) que se refiere a la exploracin, explotacin y aprovechamiento de minerales.

Existe una amplia variedad de minerales en la Tierra. Los hay slidos (oro y nquel), lquidos (mercurio o el petrleo), quebradizos (yeso o cal) y gaseosos (gas natural). La naturaleza los presenta acumulados en lugares conocidos como yacimientos, los cuales se encuentran al aire libre o en el subsuelo a diferentes niveles de profundidad.

MINERIA Desde el principio de la edad de piedra (hace 2,5 millones de aos o ms) ha sido la principal fuente de materiales para la fabricacin de herramientas. Desenterramiento de rocas para tallarlas y fabricar herramientas. Extraccin de metales desde los minerales (Era del Cobre, Era del Bronce, Era del Hierro), refinndolos y combinndolos en aleaciones a medida que progresaba, Origen de la metalurgia.

Mineral Es una sustancia natural, homognea, de origen inorgnico, de

composicin qumica definida (dentro de ciertos lmites), posee unas propiedades caractersticas y, generalmente, tiene estructura de un cristal (forma cristalina). Elemento o compuesto inorgnico de la geosfera aprovechado por la

humanidad y considerado no renovable

CLASIFICACION DE LOS RECURSOS MINERALES

TIPOS DE ELEMENTOS O MINERALES QUE SE EXTRAENMetlicos:El Aluminio (de la bauxita), El hierro (de la hematita y de la limonita), El oro, la plata, el titanio, El plomo (de la galena), El cobre (de la calcopirita), El platino, el uranio, el manganeso, el magnesio, el niquel y el cinc

No metlicos: el carbn, los diamantes, el fosfato, la sal, el boro y el azufre.

Otros materiales altamente tiles:La Arcilla, la arena, la ceniza, la grava, el granito y la piedra caliza. La minera en un sentido ms amplio tambin puede incluir la extraccin de

petroleo y gas natural.

MINERALES METALICOSTienen brillo propio y son buenos conductores de calor y electricidad. Los ms comunes en son: oro, plata, plomo, cobre, zinc y fierro. En su estado natural se encuentran mezclados entre s, por ejemplo: el oro con cobre o el plomo con zinc; Para separarlos, se recurre a una serie de procedimientos mecnicos y qumicos que permiten obtener el metal afinado. Los minerales metlicos, segn sus caractersticas y usos, pueden ser: Metales preciosos Metales industriales no ferrosos Metales siderrgicos

Metales preciososTienen alto valor econmico ya que son escasos en la naturaleza. Oro, platino, paladio, rodio, iridio, osmio y rutenio.

Metales preciosos oro Oro (Au)

Se utiliza para fabricar: utensilios, vidrios, esmaltes, vajillas, trofeos, medallas, joyera, monedas y como parte de celulares, proyectores, etc

Metales preciosos- plata Plata (Ag)

til en la elaboracin de: cubiertos, portarretratos, monedas, joyera, botones, molduras. Como conductor de electricidad y calor, pelculas fotogrficas, piezas dentales, amalgamas, antispticos y bactericidas

Metales industriales no ferrosos Son la materia prima para la industria de la transformacin. Entre los

que ms se extraen en Mxico estn el plomo, cobre, zinc y molibdeno. Cobre (Cu)

Se utiliza para fabricar: tuberas, aparatos, utensilios domsticos, figuras decorativas, joyera, cierres, llaves, lneas de alta tensin, productos qumicos y pigmentos. Plomo (Pb)

Se utiliza para fabricar: tubos para agua y drenaje, cables, bateras, pigmentos y soldaduras. Zinc (Zn)

til en la elaboracin de: objetos de cermica, chapas, tuberas, alambres, tornillos, pinturas, esmaltes, bateras y partes de automviles.

Metales siderrgicosSe utilizan como materia prima en la industria siderrgica. Los ms importantes dentro de este grupo son: carbn, coque, fierro y manganeso, entre otros. Carbn (C) Se utiliza en: calefaccin, filtracin y purificacin de agua y como combustible para cocinar.. Fierro (Fe) Se utiliza para fabricar: cerraduras, candados, cadenas, contenedores, latas, cierres, tijeras, cuchillos y planchas; polvos para la cara, cremas, lociones, jabones y mascarillas; pupitres, sillas y portones; imanes, cintas magnticas etc. Manganeso (Mn) til en la produccin de: cristal, figuras, pilas, cajas fuertes, pinturas, barnices, hlices de barcos, torpedos, oxgeno, cloro y medicinas.

MINERALES NO METALICOS No tienen brillo propio ni conducen

electricidad. Arena slica, azufre, barita, caoln, celestita, diatomita, dolomita, fluorita, feldespato, fosforita, fluorita, grafito, sal, sulfato de sodio, sulfato de magnesio, wollastonita y yeso, entre otros.

Energticos Hidrocarburos (Petrleo)

En Mxico, cerca de 88% de la energa que se consume proviene del petrleo. Es la principal fuente de insumos que permite producir combustibles para el transporte y la industria, as como para generar energa elctrica. Uranio Mineral radiactivo. Es de color plateado, muy pesado, dctil y maleable, fcilmente inflamable y muy txico. Se usa como combustible nuclear.

La minera y la economa mundial y nacionalValor total de la produccin mundial Combustibles fsiles: 700 Ganadera: 570 Metales: 500 Minerales industriales: 150 Arroz: 150 Plsticos y resinas: 100 Industria porcina: 85 Trigo: 80 Maz: 80 Algodn: 25 *En billones $USD

Industria minero-metalrgica: Sonora 32.4 % Coahuila 14.9 % Zacatecas 12.0 % Chihuahua 9.8 % San Luis Potos 4.7 % Durango 4.3 %

Minerales mas abundantes del pas Minerales metalicos

Metales preciosos : plata. Metales industriales :Zinc, Cobre, Hierro, Plomo, Manganeso. Minerales no metlicos: Sal, Azufre, Fluorita, Yeso.

Qu es un yacimiento?Es la concentracin natural de un determinado mineral o grupo de minerales. Puede ser explotado para su utilizacin por el hombre.

Qu es una mina?El conjunto de labores necesarias para explotar un yacimiento tambin reciben el nombre de explotaciones mineras, o, simplemente, explotaciones la excavacin que se realiza en minera para la extraccin de recursos minerales

CONCEPTOS Corteza Terrestre: Fuente de la que se obtienen los metales

(litosfera) Minerales: Sustancias naturales de la corteza terrestre que pueden utilizarse industrialmente. Mena: Contenido de mineral til (es un mineral metalfero del cual se puede extraer, en forma costeable un mineral). Ganga: Materiales que carecen de valor al ser separados de las menas durante el proceso de extraccin de un metal. (arena y arcilla) Yacimientos Minerales: Acumulaciones especiales asiladas de minerales en la corteza terrestre Siderurgia: Conjunto de procedimientos de extraccin, produccin y trabajo del fierro y del acero Carga: Es la mezcla de mineral y aditivos

MTODOS DE EXTRACCIN

Minas de superficie (cielo abierto). Sector ms amplio de la minera (ms del 60% de materiales extrados) Extraccin de carbn Canteras para materiales de construccin Minerales y metales pesados (oro, platino, estao,...) Gemas (diamantes) Minas subterrneas, a las que se accede a travs de galeras o tneles. De roca blanda.- El mtodo de extraccin no requiere el uso de explosivos (carbn, sal, potasa,...) De roca dura.- El mtodo de extraccin requiere el uso de explosivos (metales y minerales) Recuperacin de minerales y combustibles a travs de pozos de perforacin. Extraccin de agua y petrleo Extraccin por disolucin Extraccin por lixiviacin. Minera submarina o dragado. Dragado en aguas poco profundas (65m) Tubos de succin Cadena de cangilones MINERA OCENICA: Plataformas continentales Extraccin de oro y diamantes.

Exploracin

Actividades de la minera

Fase I.- Bsqueda de yacimientos minerales. Encontrar nuevas fuentes de

minerales, metales, metales preciosos o gemas.

Explotacin a cielo abiertoEl proceso extractivo se realiza en la superficie y con maquinarias mineras de grandes dimensiones Se utilizan cuando los depsitos de minerales se encuentran cerca de la superficie o el material de inters es estructuralmente inadecuado para hacer un tnel (como ocurre con la arena y la grava)

Explotacin subterrneaMediante excavacin bajo el terreno cuando su extraccin a cielo abierto no es econmicamente rentable, o aceptable socialmente Son necesarios: tneles, pozos, chimeneas y galeras, as como cmaras.

MTODOS DE PROCESAMIENTO METALURGICO Obtencin del metal a partir de la MENA o mineral que lo contiene en

estado natural, separndolo de la GANGA. El AFINO, enriquecimiento o purificacin: eliminacin de las impurezas que quedan en el metal. Elaboracin de aleaciones. Otros tratamientos del metal para facilitar su uso.

Molienda, tamizado, flotacin: Operaciones fsicas: Oxidacin, Calcinacin Amalgamacin, refinacin: Cianuracin: Tostacin: Fundicin Reduccin, electrlisis, hidrlisis. triturado, centrifugacin, filtrado (a presin o al vaco), Decantado, disolucin, Destilacin, secado.

Lixiviacin: Cianuro de sodio o cido Calcopirita se lixivia con cido sulfrico diluido, obteniendose cobre por electrolisis.

METALURGIA

METALURGIA: Ciencia que estudia los metales desde su estado primitivo (mineral) hasta

su uso pasando por el proceso de refinacin.

Metodos Fisicos o Mecanicos:

TRITURACION: Proceso de dividir los grandes bloques en mineral

que se extraen de las minas en tamaos que sean manejables, y adecuados para la molienda. La trituracin comienza en la mina con el uso de explosivos adecuados y maquinaria minera.

TRITURACION PRIMARIA:

TRITURACION SECUNDARIA:

Se reduce todo a tamaos no inferiores a 50 mm. Se emplean machacadoras de mandbulas y quebrantadoras giratorias.

De aqu sale a unos 15 a 20 mm. Puede realizarse con las siguientes maquinas: trituradora Conos Symons , de cilindros, de impacto y en molinos de martillos

.

MOLIENDA

Esta se compone por dos fases que son: la devastadora y la acabadora seleccionar y clasificar los minerales por medir el ndice de finura obtenida en la molienda

TAMIZADO

DEVASTADORA:

se realiza en molinos de barras que son

cilindros de eje horizontal con paredes interiores de acero, cargados de barro que machacan el material contra las paredes y entre ellas al girar el cilindro. De estos molinos sale el material a tamaos de 1.2 a 1.7 mm

ACABADORA:

Se efectua en molinos de bolas obtenindose reducciones hasta 100/1 con lo que se alcanzan tamaos hasta de 50 micras

Qu es la mena? Una mena es un mineral del

que se puede extraer un elemento, un metal generalmente, por contenerlo en cantidad suficiente para ser aprovechado. As, se dice que un mineral es mena de un metal cuando mediante minera es posible extraer ese mineral de un yacimiento y luego mediante metalurgia obtener el metal de ese mineral.

Qu es la ganga? Mineral sin valor que acompaa

a los minerales metlicos, o mena.

METODOS DE SEPARACION DE LA MENA DE LA GANGA.FLOTACION SEPARACION MAGNETICA SEPARACION POR GRAVEDAD, DECANTACION Y SEDIMENTACION SEPARACION EN UN MEDIO FLUIDO

Minerales metalferos

Minerales metalferos aquellos a partir de los cuales se obtienen los metales mediante tratamientos adecuados. El cobre, el hierro, el aluminio, el manganeso, el plomo y el zinc son los metales ms comunes.

METODOS QUIMICOS PIROMETALURGICOS:Cuando la parte qumica se hace a alta temperatura. Dentro de los procesos pirometalrgicos estn la fusin y la Volatilizacin.

REDUCCION:

Proceso qumico al que se somete a los minerales metalferos, una vez concentrados, para liberar el metal.

CALCINACIN

La calcinacin es el proceso de calentar una sustancia a temperatura elevada, pero por debajo de su entalpa o punto de fusin, para provocar la descomposicin trmica o un cambio de estado en su constitucin fsica o qumica. El proceso, que suele llevarse a cabo en largos hornos cilndricos

TOSTACIN:

REFINACION

Consiste en hacer

desaparecer las impurezas del metal fundido. La plata y el oro se recuperan en lingotes comunes en esta fase.

-HIDROMETALURGICOS Cuando se disuelve el

mineral en un reactivo a temperatura ambiente y precipitando el mineral por de la solucin. Se lleva acabo por medio de cianuracion y amalgamacin para metales preciosos.

Electrometalurgia abarca todos los procesos elctricos para trabajar los metales, como

por ejemplo: electroobtencin, electrorrefinacin, etc., donde se utiliza el principio de la electrlisis.

Conjunto de camisa y media corona de presin en electrodo

Horno electrometalrgico

Aplicaciones:Galvanoplastia

Produccin de Aluminio, litio, sodio, potasio y magnesio Produccin de HidrogenoProduccin de Cloro, Hidrxido de sodio, Clorato de Sodio y Clorato de Potasio Electrometalurgia

Anodizacin

FASE INDUSTRIAL

ACERO Es toda aleacin de

hierro y carbono, forjable, que generalmente tiene adems pequeos contenidos (no mayores del 2% ) de manganeso, silicio, fosforo y azufre.

Materias Primas COQUE.-Combustible obtenido de la

destilacin de la hulla calentada a temperaturas muy altas en hornos cerrados PIEDRA CALIZA.-Roca

sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3), generalmente calcita.

HEMATITA.-Mineral compuesto de

xido frrico (Fe2O3) y constituye una importante mena de hierro ya que en estado puro contiene el 70% de este metal.

ALTO HORNO Es la instalacin industrial

dnde se transforma o trabaja el mineral de hierro. Un alto horno tpico est formado por una cpsula cilndrica de acero de unos 30 m de alto forrada con un material no metlico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios.

OBTENCION DE PLETS Y COQUE

SINTERIZACIN

PELETIZACIN

OBTENCION DE ARRABIO

ARRABIO

Se denomina arrabio al material fundido que se obtiene en el alto horno mediante reduccin del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtencin del acero en los hornos siderrgicos.

ARRABIO.-Material fundido que se

obtiene en el alto horno mediante reduccin del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtencin del acero.

ESCORIA.-Residuo impuro

formado fundamentalmente por calcio, hierro, aluminio y silicato de magnesio, que aparece en el proceso de produccin de arrabio y acero y en la fundicin de metales como el cobre, el plomo o el nquel.

CLASIFICACION Y APLICACIONES DEL ACERO ACEROS AL CARBONOMs del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Productos fabricados con aceros al carbono: Maquinas Automviles Casco de buque

ACEROS ALEADOSEstos aceros contienen un proporcin determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, adems de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleacin se pueden subclasificar en : Estructurales Son aquellos aceros que se emplean en : Engranajes Puentes Estructuras de edificios

Para Herramientas Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y nometales. Taladros Fresas Terrajas Machos de roscar

Especiales Son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosin, se emplean en: Turbina de vapor Rodamientos

ACEROS INOXIDABLES Contienen cromo, nquel y otros elementos de aleacin, que

los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidacin a pesar de la accin de la humedad o de cidos y gases corrosivos. Tuberas Tanques de refinera Fuselajes de aviones

Equipo Quirrgico Utensilios de cocina