Metales no ferrosos: propiedades, aleaciones y usos industriales

Estaño

El estaño se extrae principalmente del mineral casiterita. Presenta un color brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y pierde su brillo. Es muy maleable y blando, pero en caliente se vuelve frágil y quebradizo. Por debajo de -18ºC se descompone en un proceso conocido como "enfermedad del estaño". Al doblarse, emite un crujido característico llamado "grito del estaño".

Proceso de obtención del estaño

1. Trituración de la casiterita.
2. Molienda.
3. Introducción en una cuba con agitación para extraer el mineral por la parte inferior.
4. Tratamiento del mineral en un horno para eliminar los sulfuros.
5. Introducción de la mena en un horno de reverbero para reducir la cantidad de óxido.
6. Proceso electrolítico para alcanzar una pureza del 99%.

Aleaciones del cobre

• Bronce (Cu+Sn):
  • Ordinario: Contiene solo cobre y estaño, del 5 al 30%. Se utiliza en campanas.
  • Especial: Contiene cobre, estaño y otros elementos químicos. Se utiliza en cables eléctricos.
• Latón (Cu+Zn):
  • Ordinario: Contiene solo cobre y zinc, del 30 al 50%. Se utiliza en tornillería.
  • Especial: Contiene cobre, zinc y otros elementos químicos. Se utiliza en grifos.
• Cuproaluminio: Se utiliza en hélices de barcos.
• Cuproníquel: Contiene del 40 al 50% de níquel. Se utiliza en monedas.
• Alpaca (Cu+Ni+Zn): Se utiliza en joyería barata.

Aleaciones del zinc

• Latón: Se utiliza como sustituto del bronce.
• Alpaca.
• Zamak (Al+Cu+Zn): Permite obtener piezas de alta precisión.

Usos del zinc en estado puro

• Chapas: Se utiliza en el recubrimiento de tejados y en pilas.
• Galvanizado electrolítico: Consiste en recubrir materiales con una capa de zinc de aproximadamente 15 milésimas de milímetro.
• Galvanizado en caliente: Se introduce el material en un baño caliente de zinc para protegerlo.
• Metalizado: Se proyectan diminutas partículas de zinc mezcladas con pintura.
• Sherardización: Se recubre el material con zinc y se introduce en un horno.
• Óxidos de zinc: Se utilizan como desodorantes y colorantes.

Sinterización

La sinterización es un proceso que permite obtener partículas metálicas muy pequeñas y con desgaste controlado. Se realiza mediante una piedra abrasiva y la proyección pulverizada en un chorro de agua.

Impacto medioambiental de la industria metalúrgica

La extracción y obtención de metales genera un impacto medioambiental significativo. Este incluye emisiones de gases y metales pesados, aguas residuales y contaminación acústica. El reciclado es una práctica importante para mitigar estos efectos.

Evolución del uso del cobre

• 5000 a.C.: Se utilizaba principalmente con fines ornamentales.
• 4000 a.C.: Se fabricaban anillos y tijeras.
• 3000 a.C.: Se comienza a forjar el cobre en frío.
• 1500 a.C.: Aparece el latón y el hierro, lo que provoca una disminución en el uso del cobre.
• Siglo XVIII: El cobre experimenta un auge con la Revolución Industrial.
• Siglo XXI: La enorme demanda encarece el precio del cobre.

Aluminio

El aluminio se extrae de la bauxita. Es un metal muy ligero e inoxidable al aire, ya que forma una película de óxido que lo protege. Es un buen conductor de la electricidad y el calor, además de ser muy maleable y dúctil. Se obtiene mediante el método Bayer.

Aleaciones del aluminio

• Al+Cu: Se utiliza en sartenes y bicicletas.
• Al+Mg: Se utiliza en aeronáutica.
• Al+Cu+Si: Se utiliza en piezas para moldeo por inyección.
• Al+Ni+Co: Se utiliza en imanes potentes.
• Aluminio en polvo: Mezclado con pintura, ofrece una excelente protección contra la intemperie.

Titanio

El titanio se extrae del rutilo y la ilmenita. Ofrece una mayor resistencia a la corrosión y la oxidación que el acero inoxidable, y sus propiedades mecánicas son superiores a las del acero. Se obtiene mediante el método Kroll. Se utiliza en aeronáutica, herramientas de corte y recubrimiento de edificios.

Magnesio

El magnesio se extrae de la carnalita, la dolomita y la magnesita. En polvo o en estado líquido, es altamente inflamable. Es maleable, pero poco dúctil. Es más resistente que el aluminio. Se puede obtener por electrólisis o por reducción.

Aleaciones del magnesio

• Para forjar:
  • Magnam: Mg+Mn
  • Magzin: Mg+Zn
  • Magal: Mg+Al
• Para fundir:
  • Fumagcin: Mg+Zn
  • Fumagal: Mg+Al

Usos del magnesio en estado puro

• Pirotecnia.
• Desoxidante en talleres.