METALURGIA GENERAL

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MEC-286 UNIDAD N 1

GENERALIDADES.- DEFINICIONES.-

MINERAL.- Se llama mineral a una sustancia slida inorgnica, que posee propiedades fsicas constantes y composicin qumica definida. Existen minerales simples y otros muy complejos, la mayora de ellos se hallan sulfurados y oxidados. Por ejemplo, blenda ( SZn ) , pirita (S2Fe), casiterita SnO2, Hematita Fe2O3, cinabrio SHg, etc.

MENA.- Se denomina mena a la parte til o aprovechable de un mineral metalfero, tal como se extrae del yacimiento, antes de ser sometido a los procesos de concentracin.

GANGA.- La mayor parte de las menas contiene material sin valor econmico y metalrgico como rocas y otros minerales que reciben el nombre genrico de ganga. Es decir la ganga es la parte no aprovechable de un mineral y generalmente est compuesta por slice, caliza y otras impurezas.

YACIMIENTO.- Se denomina yacimiento a una concentracin importante de un mineral dado, y que sea tratable econmicamente.

ROCAS.- Son materiales duras y compactas que se encuentran en la naturaleza, estn compuestos de uno o ms minerales, por ejemplo granito, gabro, Diorita.

METALURGIA.- CONCEPTO.- La metalurgia es la ciencia y el arte de extraer los metales a partir de sus minerales refinndolos y preparndolos para su posterior uso. Es una ciencia puesto que le corresponde el estudio de las estructuras internas y composiciones de los metales y aleaciones, de igual manera le concierne el estudio y formulaciones de las hiptesis, y leyes que explican las relaciones entre estructura y composicin. La metalurgia se puede divir en:

METALURGIA FISICA.- Estudia las constituciones y estructura de metales puros y aleaciones y todos los factores que afectan o modifican dichas estructuras y por tanto el control de las propiedades mecnicas o fsicas. En metalurgia cada metal presenta un problema distinto que depende de sus propiedades qumicas y de las caractersticas de las menas.

METALURGIA EXTRACTIVA- Estudia los procesos de extraccin y concentracin, reduccin y refinacin de metales, fabricacin de aleaciones.

METALURGIA MECANICA.- Estudia las operaciones que corresponden a los tratamientos mecnicos, trmicos, y termoqumicos.

FACTORES QUE DETERMINAN LA EXPLOTACION DE UN MINERAL.-

Los mtodos utilizados en la extraccin de metales dependen de muchos factores, entre los principales podemos citar:

EL CONTENIDO DEL METAL EN LA MENA.- Esto se determina mediante un anlisis qumico. Se debe tener en cuenta que las operaciones efectuadas con grandes cantidades de ganga son muy costosas ya que se introducen importantes volmenes de ese material no aprovechable, por eso dependiendo de distintos minerales se har el tratamiento adecuado. Por ejemplo un mineral con 55 % de hierro puede ser econmicamente til mientras que un mineral con 2 a 5 % de estao o nquel puede tambin resultar considerablemente valioso.

COTIZACIN EN EL MERCADO. - El tratamiento de los minerales depende en gran medida de su valor en el mercado. La bolsa de metales de Londres regula el precio de los mismos, aunque tambin dependen de la oferta y demanda en el mercado internacional. As el surgimiento actual de nuevas potencias industriales como China e India ha hecho que suba el precio de las materias primas y metales por la gran demanda de ellos

MANO DE OBRA CALIFICADA.- Los yacimientos generalmente no se hallan situados en una zona donde existe gran potencial humano o sea mano de obra calificada, este hecho que influye en la instalacin de una planta

POTENCIAL ENERGTICO.- Es necesario contar con energa elctrica, energa trmica, y agua, por lo que la planta debe implementarse cerca de un rio, cerca de un tendido de gas, para procesar convenientemente.

VAS DE COMUNICACIN.- Se debe contar con accesos como caminos, ferrocarril o vas lacustre o martima. Hecho que hace imprescindible la eliminacin previa de la ganga con el objeto de que el costo de transporte sea menor.

Todos estos aspectos determinan que la separacin del mineral intil o ganga se lo efecte en el mismo yacimiento.

OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS UNITARIOS.-

Los sucesivos pasos individuales que se siguen para la produccin de un metal a partir de un mineral se suelen denominar operaciones unitarias y procesos unitarios, En general las secuencias de operaciones y procesos unitarios son diferentes para cada metal sin embargo estos procesos resultan de permutaciones o combinaciones de un pequeo nmero de pasos unitarios. Para realizar una mejor diferencia podemos decir que:

PROCESOS UNITARIOS.- Son aquellos que primordialmente implican reacciones qumicas y cambios en el estado de agregacin del material. Por ejemplo

a) Tostacin

b) Fusin

c) Destilacin en retortas

d) Conversin

e) Refinacin Trmica

f) Refinacin Electroltica

OPERACIONES UNITARIAS.- Son aquellas que no implican reacciones qumicas ni cambio en el estado de agregacin del mineral, as se tienen:

a) Trituracin

b) Cribado

c) Clasificacin

d) Concentracin

e) Flotacin

f) Agitacin, etc.

PROCESOS INTEGRADOS.- Pueden definirse como una secuencia coordinada de operaciones y procesos unitarios. Estos procesos integrados se describen por medio de diagramas de procesos, o diagramas de flujo.

Si bien las operaciones y procesos unitarios son fundamentales para la extraccin de metales, el metalurgista adems debe dirigir y operar el equipo y las factoras en las que se pueden utilizar las operaciones de produccin de metal con provecho econmico.

ALGUNOS PUNTOS A CONSIDERAR SON:

Suministro de los materiales en bruto, combustible y reactivos.

Suministro y aplicacin de la energa tanto trmica como mecnica.

Transporte, almacenamiento y manejo de materiales y productos.

Disposicin de los desperdicios deshechos, escorias, gases, etc.

Todos estos factores representan los costos de un proceso, por lo tanto el control de los mismos permite lograr un beneficio mximo.

LA METALURGIA EN BOLIVIA.-

Bolivia ha sido un pas tradicionalmente minero, por lo que la metalurgia practicada en el pas es eminentemente Metalurgia Extractiva aunque en algunos casos se han obtenido productos semi - terminados o terminados. Entre las principales industrias metalrgicas del pas podemos mencionar:

1.- Empresa Metalrgica Vinto (ex ENAF).- Ubicada en la localidad de Vinto (Oruro), es un complejo metalrgico que posee tres fundiciones, la fundicin de estao de alta ley, la fundicin de estao de baja ley y la fundicin de antimonio que produce rgulos de Sb para exportacin con una capacidad de produccin de 10.000 TMF/ao. La planta produce lingotes de estao a partir de concentrados de alta ley y de baja ley, y tiene una capacidad de tratamiento de 30.000 TMF/ao. El complejo posee aproximadamente 50 hornos metalrgicos y 1600 trabajadores permanentes.

2.- Fundicin de Bismuto.- Dependiente de la COMIBOL esta planta esta ubicada en Telamayu (Potos) y trabaja con tecnologa alemana, KAISER-DEMAG, produciendo lingotes de bismuto metlico a partir de concentrados del mismo.

3.- Fundicin de Plomo Plata en Karachipampa.- (Potos), esta planta ha sido diseada para la produccin de plomo metlico a partir de concentrados complejos de este mineral y adems obtener como subproductos Oro y Plata que son los metales de los que se obtiene el rdito econmico, ya que actualmente el precio del plomo se halla deprimido. La planta tiene una capacidad de tratamiento de 150 TMB de concentrados por da en un horno elctrico KIVSET, con tecnologa alemana de la KAISER DEMAG. Actualmente la planta inicio operaciones.

4.- Planta de Volatilizacin de Estao LA PALCA.- Ubicada en el Departamento de Potos, es una planta que se dedica a la concentracin piro metalrgica de los desmontes de estao de baja ley (aproximadamente 5 6% de Sn ) ,produciendo pellets con 60% de estao.

Tiene una capacidad de tratamiento de 450 TMB/da, en una unidad de volatilizacin que opera con tecnologa rusa (MACHINEXPORT).

5.- Ingenios de Concentracin de Minerales.- En los cuales se eleva la ley del mineral proveniente de las minas mediante los distintos mtodos de concentracin conocidos. Entre estas plantas tenemos a: San Jos, Huanuni, Catavi, Siglo XX, etc.

6.- Empresa Siderrgica Mutn .- Ubicada en el Departamento de Santa Cruz efectua la explotacin, concentracin de minerales de hierro como Hematita y Magnetita, y manganeso, los cuales poseen una buena calidad, entre 55 60 % de hierro aproximadamente y bajo contenido en impurezas perjudiciales como azufre y fsforo. El concentrado obtenido se exportara a las aceras del Paraguay (Acepar) y a la Argentina. La empresa Jindal Steel dejo de implementar el proyecto siderrgico nacional.

7.- Fundicin Eduardo.- Ubicada en Santa Cruz es una planta de produccin de piezas terminadas de acero moldeado, aceros especiales, fundicin nodular y piezas de metales y aleaciones no ferrosas. Tiene una capacidad de tratamiento de 10.000 TN/ao, y posee 4 hornos elctricos de induccin de baja frecuencia, hornos de tratamientos trmicos, maestranza etc. Fundicin Argus.- Planta ubicada en Santa Cruz, produce piezas de fundicin gris, nodular y aceros, en hornos elctricos de induccin.

8.- Fundicin Volcn.- Ubicada en la ciudad de la Paz, produce piezas terminadas de acero moldeado, fundicin esferoidal, aleaciones ferrosas y no ferrosas..

9.- Fundicin COMMETAL.- Establecimiento ubicado en Warnes, departamento de Santa Cruz, es subsidiaria de la fbrica de bateras Toyo produce lingotes de plomo metlico a partir de concentrados del mismo. La capacidad de tratamiento es pequea pero cubre las necesidades requeridas. El plomo obtenido se lo emplea para la fabricacin de electrodos, para las bateras Toyo.

10.- SAN CRISTOBAL (SUMITOMO ).- Es la mayor empresa metalrgica para la produccin de concentrados de plata, en Sud Amrica, se halla ubicada en Potos, inici sus actividades el segundo semestre de 2007 exportando concentrados por valor de 350.000 $u.- / dia

11.- Empresa INTI RAYMI.- Realiza metalurgia extractiva a cielo abierto y produce lingotes de oro para exportacin. Esta ubicada en la localidad de La Joya a 50 km de Oruro.