El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en
bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. El
cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados
(20%), los primeros se tratan por un proceso denominado piro metalurgia y los
segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia. Generalmente en la
capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en
pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal
podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del
nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros)
primarias calcosina (Cu2S) y cebellina (CuS) y finalmente las secundarias
calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de
las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita(Cu5FeS4),
los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que
suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la
que usualmente se alteran los sulfuros.
La tecnología de obtención del cobre está muy bien
desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la ley de los
minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente
concentraciones muy bajas del metal. Ésta es la causa de que muchas de las
distintas fases de producción tengan por objeto la eliminación de impurezas.
Metalurgia del cobre
La metalurgia del
cobre depende de que el mineral se presente en forma de sulfuros o
de óxidos (cuproso u cúprico).
Para los sulfuros se utiliza para producir cátodos
la vía llamada piro metalurgia, que consiste en el siguiente proceso:
Conminución del mineral -> Concentración (flotación) -> fundición en horno -> paso
a convertidores -> afino -> moldeo de ánodos ->
electro refinación -> cátodo. El proceso de refinado produce unos cátodos con un
contenido del 99,9% de cobre. Los cátodos son unas planchas de un metro
cuadrado y un peso de 55 kg.
Otros componentes que se obtienen de este proceso
son hierro (Fe)
y azufre (S),
además de muy pequeñas cantidades de plata (Ag) y oro (Au). Como
impurezas del proceso se extraen también plomo (Pb), arsénico (As)
y mercurio (Hg).
Como regla general una instalación metalúrgica de
cobre que produzca 300.000 t/año de ánodos, consume 1.000.000 t/año de concentrado
de cobre y como subproductos produce 900.000 t/año de ácido sulfúrico y 300.000 t/año de
escorias.
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, más conocida por su nomenclatura anglosajona Sx-Ew.El
proceso que sigue esta técnica es el siguiente: Mineral de cobre-> lixiviación->
extracción-> electrólisis-> cátodo
Esta tecnología se utiliza muy poco porque la casi
totalidad de concentrados de cobre se encuentra formando sulfuros, siendo la
producción mundial estimada de recuperación de residuos en torno al 15% de la
totalidad de cobre producido.
Tratamientos
térmicos del cobre
El cobre y sus aleaciones permiten determinados tratamientos térmicos para fines muy
determinados siendo los más usuales los de recocido,
refinado y temple.
El cobre duro recocido se presenta muy bien para
operaciones en frío como son: doblado, estampado y embutido. El recocido se
produce calentando el cobre o el latón a una temperatura adecuado en un horno
eléctrico de atmósfera controlada, y luego se deja enfriar al aire. Hay que
procurar no superar la temperatura de recocido porque entonces se quema el
cobre y se torna quebradizo y queda inutilizado.
El refinado es un proceso controlado de oxidación
seguida de una reducción. El objetivo de la oxidación es eliminar las impurezas
contenidas en el cobre, volatilizándolas o reduciéndolas a escorias. A
continuación la reducción es mejorar la ductilidad y
la maleabilidad del
material.
Los tratamientos térmicos que se realizan a los
latones son principalmente recocidos de homogeneización, recristalización y
estabilización. Los latones con más del 35% de Zn pueden templarse para
hacerlos más blandos.
Los bronces habitualmente se someten a tratamientos
de recocidos de homogeneización para las aleaciones de moldeo; y recocidos
contra dureza y
de recristalización para las aleaciones de forja. El temple de los bronces de
dos elementos constituyentes es análogo al templado del acero: se calienta a unos
600 °C y se enfría rápidamente. Con esto se consigue disminuir la dureza del
material, al contrario de lo que sucede al templar acero y algunos bronces con
más de dos componentes.
No hay comentarios:
Publicar un comentario