miércoles, 4 de marzo de 2015



REACCIONES 


Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos.

En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iniciales.


Reacción de combustión


Reducción directa de los minerales 


DIAGRAMAS DE FASES.

Diagrama de plomo - estaño 


En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de fase o diagrama de estados de la materia, a la representación entre diferentes estados de la materia, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se suele denominar diagrama de cambio de estado.
Los diagramas de equilibrio pueden tener diferentes concentraciones de materiales que forma una aleación a distintas temperaturas. Dichas temperaturas van desde la temperatura por encima de la cual un material está en fase líquida hasta la temperatura ambiente y en que generalmente los materiales están en estado sólido.

Bibliografia
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_fase







PROCESO DE SEPARACIÓN DE LOS MINERALES 



 depósitos en los lechos de los mares depende de la reactividad que tengan con su ambiente en especial con el oxígeno, azufre y dióxido de carbono. El oro y los metales del grupo del platino se encuentran principalmente de forma nativa o metálica. La plata, cobre y mercurio se encuentran nativos, así como también en forma de sulfuros, carbonatos y cloruros. Los metales más reactivos siempre están en forma de compuestos, tales como los óxidos y sulfuros de hierro y los óxidos y silicatos de aluminio y berilio. Los compuestos que se presentan naturalmente se conocen como minerales y a muchos se les ha dado el nombre de acuerdo a su composición, por ejemplo, la galena es sulfuro de plomo (PbS), la esfalerita es sulfuro de zinc (ZnS), la casiderita es óxido de estaño (SnO2). Por definición los minerales son sustancias inorgánicas naturales que poseen estructuras atómicas y composiciones químicas definidas. Muchos minerales presentan isomorfismo, que es la sustitución de átomos dentro de la estructura cristalina por átomos similares sin cambiar la estructura atómica. Los minerales también exhiben polimorfismo, minerales diferentes que tienen la misma composición química, pero propiedades físicas marcadamente diferentes debido a una diferencia en la estructura atómica. De éste modo, los minerales grafito y diamante tienen exactamente la misma composición, estando foto 2 oro nativo. foto 3 polimorfismo del C compuestos en su totalidad de átomos de carbono, pero tienen propiedades ampliamente diferentes debido a la disposición de los átomos de carbono en la red cristalina. Frecuentemente el término mineral se usa en un sentido más extenso para incluir cualquier cosa de valor económico que se extraiga de la tierra, en éste sentido una mena se describe brevemente como una acumulación de mineral en cantidad suficiente para permitir una extracción económica. La mayor parte de las menas son mezclas de minerales que es posible extraer y de material rocoso descrito como ganga. 

TIPOS DE MAQUINARIA

Trituradora de mandíbula o de quijada 


Trituradora de rodillos lisos


Trituradora de rodillos dentados


Trituradora de cono


Diagrama de flujo básico de trituración 



Bibliografia

Krick, E.V., Introducción a la Ingeniería y al Diseño en la Ingeniería, 2da. edición. México, Editorial Limusa, 1982. 







AGLOMERACIÓN Y SINTETIZACIÓN
OBTENCIÓN DE MATERIALES 




En la antigüedad los procesos metalúrgicos se fueron desarrollando por técnicas de ensayo y error, ya que las innovaciones en los procesos muchas veces eran el resultado de accidentes o a veces de una imaginación ingeniosa, por ejemplo, alrededor de 4000 a.c. el hombre aprendió a producir cobre y bronce mediante la fusión de menas de cobre y estaño utilizando como combustible el carbón; hoy en día los procesos utilizados para obtener los distintos metales se han desarrollado enormemente en cuanto a la tecnología que se emplea en ellos. En la última etapa de los procesos metalúrgicos se clasifican los procesos en: Pirometalúrgicos, tales como, el secado y la calcinación, además de la tostación de menas de sulfuros, la aglomeración y sinterización de menas de óxidos y sulfuros, el tratamiento de los gases de tostación, la reducción de los óxidos metálicos y la refinación del metal obtenido. Hidrometalúrgicos, tales como, lixiviación, intercambio iónico y extracción por disolventes. 

SECADO Y CALCINACIÓN 

El secado es un proceso mediante el cual se elimina el agua contenida en sustancias como menas o coque, por evaporación. Por el contrario, durante la calcinación se eliminan, agua, dióxido de carbono (CO2) y otros gases, los cuales se encuentran enlazados químicamente en la forma de, por ejemplo, hidratos y carbonatos. En una mena común de hierro carbonatada, los carbonatos que suele contener se descomponen de la siguiente manera en presencia de oxígeno: 4 FeCO3 + O2 2 Fe2O3 + 4 CO2


Para menas carbonatadas de manganeso y de calcio se tienen las reacciones de descomposición siguientes: 3 MnCO3 Mn3O4 + 2 CO2 + CO CaCO3 CaO + CO2 La calcinación al igual que el secado son procesos endotérmicos, por lo cual debe suministrarse calor a una temperatura relativamente elevada, dependiendo de la mena que se este procesando. Después de efectuada la calcinación se obtienen generalmente óxidos metálicos y la mena se encuentra lista para su posterior reducción. En los hornos de calcinación se distinguen tres zonas: a) Zona de precalentamiento: en ésta zona la carga sólida se precalienta a contracorriente con los gases calientes del horno. b) Zona de reacción: en ésta zona tiene lugar la descomposición de los hidratos o carbonatos. c) Zona de enfriamiento: en ésta zona los productos de calcinación se enfrían con aire a contra corriente.

TOSTACIÓN DE SULFUROS 

La tostación es la oxidación de sulfuros metálicos para producir óxidos metálicos y dióxido de azufre, ejemplos típicos son: 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2 Las menas de cobre, zinc y plomo típicamente se tuestan con el principal propósito de convertir a estas menas en óxidos para su posterior tratamiento de reducción. El dióxido de azufre, por lo tanto, es un subproducto del proceso de tostación. La mayor parte del ácido sulfúrico se obtiene por un proceso en el cual el dióxido de azufre proveniente de la tostación de sulfuros reacciona con más oxígeno, utilizando óxido de vanadio como catalizador, para formar trióxido de azufre mediante la reacción: V2O5 2 SO2 + O2 2 SO3 El trióxido de azufre es un gas que se combina con el agua para obtener ácido sulfúrico líquido mediante la siguiente reacción: SO3 + H2O H2SO4 En muchos países industrializados se producen millones de toneladas de H2SO4 cada año. Éste ácido se utiliza en la manufactura de fertilizantes, papel, detergentes, tintes, plásticos, pinturas y en la industria del hierro, del acero y la del petróleo. Otro tipo de tostación es la tostación clorurante la cual se describe a continuación. El propósito de la tostación clorurante es convertir las menas no ferrosas en compuestos de dos tipos: a) Compuestos solubles en agua, utilizando NaCl y oxígeno a temperaturas entre 500 y 600 C mediante la siguiente reacción MS + 2 NaCl + 2 O2 Na2SO4 + MCl2 El producto tostado se lixivia subsecuentemente en un ácido para recuperar los metales no ferrosos. b) Compuestos volátiles, éste proceso debe realizarse a una temperatura relativamente elevada y puede efectuarse ya sea con cloruro de calcio o con cloro, mediante las reacciones 2 MS + 2 CaCl2 3 O2 + 2 MCl2 + CaO + SO2 MS + Cl2 + O2 MCl2 + SO2 Donde M es un metal no ferroso normalmente Zn o Cu. En general la tostación es un proceso fuertemente exotérmico y se realiza de varias formas, entre ellas: a) Por combustión de un montón o pila de mena. b) En horno de reberbero de solera plana, rastrillando la mena a mano o mecánicamente. c) En horno cilíndrico o rotatorio ligeramente inclinado, de modo de que la carga entra por un extremo, avanza lentamente a través del horno y sale por el otro extremo.  


d) En horno vertical con estantes o pisos múltiples, donde la mena entra por el estante de arriba, gradualmente se eleva la temperatura a medida que desciende aquélla, y pasa a través de cada uno de los pisos sucesivos.


e) En horno de cama o lecho fluidizado, impulsando aire a través de una delgada capa de mena sobre un enrejado en movimiento.

 

AGLOMERACIÓN 

Por aglomeración se entienden los procesos en los que los materiales de granulometría fina, por ejemplo, concentrados de mena, son transformados en terrones más gruesos. La aglomeración se utiliza particularmente si la mena va a ser fundida dentro de un horno de cuba, en el cual el material fino obstruiría el paso del gas. La aglomeración puede ser cualquiera de los siguientes tipos: Briquetado: es la compactación a temperatura ambiente, de mineral con un aglutinante inorgánico normalmente cal, cemento, arcilla o sales metálicas; o puede ser orgánico; petróleo, alquitrán o brea. Luego se somete a un calentamiento en un horno de sinterizar a fin de unir las partículas que están en contacto, dejando todavía gran porosidad al aglomerado formado.

SINTETIZACIÓN 

Es la aglomeración de partículas finas y sueltas en una masa compacta y porosa mediante fusión originada por el calor producido por combustión dentro de la misma mena.

PELETIZACIÓN 

Se realiza en dos etapas, primero se forman aglomerados esféricos con la mena húmeda de 10 a 20 mm por desmenuzamiento y adición de agua en un tambor giratorio y posteriormente se endurecen esos aglomerados por el subsecuente tratamiento térmico en un horno de cuba. 

Bibliografia

http://www.coboce.com/web/documentos/fotosirpa/PPCemento/calcinacion.jpg
http://www.infoacero.cl/catalogo/images_csh/100_Instalaciones/103_Altos_Hornos/103_016.jpg
http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/curso3/htmlb/GRA_532.GIF  

TRATAMIENTOS TERMICOS



TRATAMIENTOS TERMICOS DE LOS MINERALES

Los Tratamientos Térmicos se refieren a una amplia gama de operaciones llevadas a cabo a elevadas temperaturas, con las cuales se transforman las propiedades de los metales y de las aleaciones para poder trabajarlos eficientemente o para conferirles determinadas características mecánicas o tecnológicas.
Desde el momento en el que un material entra en la fabricación de la mayoría de los objetos metálicos sufre por lo menos un tratamiento térmico en alguna fase de su producción, puede considerarse que este tratamiento es parte importante de la moderna tecnología industrial.
De lo antes expuesto podemos deducir que los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperaturas y en condiciones determinadas, a que se someten los aceros ( y otros metales y aleaciones) , para darles características más adecuadas para su empleo ; estos no modifican la composición química pero si otros factores como su constitución , estructura y estado mecánico.
 
Factores de Importancia en un Tratamiento Térmico.
 
  • Es uno de los pasos principales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales esta creado.
  • La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecido.
  • A través de los Tratamientos se modifican la constitución del acero, variando el estado en el que se encuentra el carbono, y el estado alotrópico del hierro.
  • Se modifica la estructura, variando el tamaño de grano y el reparto de los constituyentes.
  • El estado mecánico queda afectado por las tensiones a las cuales son sometidos los materiales luego de algunos TT, principalmente después de un temple.
  • El Producto Sólido se expone parcial o totalmente a ciclos Térmicos según lo amerite la ocasión.
  • Por medio de Tratamientos Termoquímicos se pueden alterar las propiedades químicas del material esencialmente del acero.
  • Deben ser tomadas en cuenta tanto la temperatura de enfriamiento como la de calentamiento y de igual forma los medios en lo que se efectúen los tratamientos como tales.
  • Otros factores que deben ser Considerados son: La composición del Material, La Velocidad de Calentamiento, duración del Tratamiento.
  • Casi todos los tratamientos se llevan a cabo en hornos especiales, que pueden ser de tipo continuo, con zonas a temperaturas diferentes por las que va pasando la pieza, o bien de tipo discontinuo. El enfriamiento puede tener lugar dentro o fuera del horno.
  • El desarrollo de los tratamientos térmicos se desarrolla preferiblemente en tres fases (calentamiento a temperatura máxima, permanencia a la temperatura máxima, enfriamiento desde la temperatura máxima a la temperatura ambiente).

  • Tratamiento Térmico en los Metales.

    De acuerdo a diferentes estudios establecidos, en los metales los átomos se hallan dispuestos según una estructura regular llamada Red Cristalina. La estructura de una aleación, vista por el microscopio, consta normalmente de una mezcla de dos o más fases, es decir, constituyentes con distintos tipos de redes.
     
    Los tratamientos térmicos en este tipo de material se basan primordialmente en el hecho de que estas microestructuras pueden ser modificadas, mediante calentamiento y enfriamiento como previamente se ha dicho, tomando en cuanta una serie de condiciones, con el fin de alterar las propiedades de dureza, resistencia, tenacidad y ductilidad del material, así como su aptitud para ser trabajado y mecanizado. También están directamente relacionadas con la estructura eléctrica y magnética, como taimen a su resistencia a la corrosión.
    Centrándonos propiamente en le tratamiento térmico del acero podríamos decir que el objetivo de este proceso es controlar la cantidad, la forma, el tamaño y la distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, que son las que determinan las propiedades físicas del acero. Consiste en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita y después enfriarlo rápidamente sumergiéndolo en agua o aceite.
    Esto demuestra que para tratar al acero térmicamente debemos contar con el medio efectivo que permita el desarrollo de un proceso sin complicaciones posteriores.
    Otro método de tratamiento térmico es la cementación, en la que se endurecen las superficies de las piezas de acero calentándolas con compuestos de carbono o nitrógeno.
    Importancia de los Tratamientos Térmicos.
    Es viable reconocer que a través de la implementación de los procesos de tratamientos térmicos, le dan la oportunidad al fabricante de conferirles propiedades de mayor consistencia al acero y a otros materiales. Siendo la evaluación fundamentada en las características precisas que se buscan en la pieza u objeto a fabricar.
    Igualmente puede ser identificada por medio de los tratamientos, que estructura final se obtendrá del compuesto y para que podrá ser usado con posterioridad, denotando paulatinamente la influencia que sobre ellos guardan la temperatura y el medio de experimentación.
    En toda industria se busca un trabajo eficaz, es por ello que al trabajar con materiales metalmecánico sería más complicados su manipulación si no aplicamos sobre ellos acciones que le den un estado más apto para el trabajo radicando en esta afirmación la innegable participación de los procesos térmicos en la consecución idónea de piezas, maquinarías confeccionadas de acero u otras aleaciones.

    FIBRAS MINERALES

    Las fibras minerales artificiales son fibras producidas por el hombre usando materia inorgánica que se emplean ampliamente como aislantes térmicos y acústicos. Incluyen básicamente el filamento continuo de fibra de vidrio, las lanas de vidrio, de roca y de escoria, y las fibras cerámicas refractarias. Así mismo, en las últimas 2 décadas también se han desarrollado fibras a nivel de nanoescala, entre las que destacan los nanotubos de carbono por su gran conductividad eléctrica, resistencia mecánica y estabilidad térmica. Tanto las fibras minerales artificiales como los nanotubos de carbono tienen propiedades que los hacen respirables y potencialmente nocivos, lo que ha conducido a la realización de estudios para valorar su patogenicidad. El objetivo de esta revisión es analizar los conocimientos que existen actualmente sobre la capacidad que tienen estas fibras de producir enfermedad respiratoria.
     

    Introducción

    Se denominan fibras las partículas alargadas cuya longitud es varias veces superior al diámetro. La capacidad de una fibra de causar patología pulmonar viene condicionada en especial por las 3D: dimensión, dosis y durabilidad. Respecto a la dimensión, se consideran fibras respirables —es decir, capaces de llegar al parénquima pulmonar— las que tienen un diámetro inferior a 3μ, una longitud superior a 5μ y una relación longitud/diámetro igual o mayor de 3. Se acepta que las fibras más gruesas, aunque pudieran ser inhaladas, quedarían retenidas en las partes superiores del sistema respiratorio, y que las más cortas podrían ser fagocitadas por los macrófagos alveolares y ser eliminadas. La dosis se refiere a la cantidad de fibras que llegan al parénquima pulmonar, y pueden causar patología cuando su concentración supera la capacidad de los mecanismos de defensa para eliminarlas. La durabilidad o la biopersistencia es el tiempo que una fibra puede permanecer en el pulmón. Viene determinada por la velocidad con la que la fibra puede disolverse o romperse una vez depositada en este y está relacionada con su composición química. Estas 3 características de las fibras condicionan su capacidad para llegar, permanecer y acumularse en el pulmón, y en definitiva causar patología pulmonar.

     
     
     
     
     

    ESTRUCTURA QUIMICA

     
    La estructura química de una sustancia química aporta información sobre el modo en que se enlazan los diferentes átomos o iones que forman una molécula, o agregado atómico. Incluye la geometría molecular, la configuración electrónica y, en su caso, la estructura cristalina .
    La geometría molecular se refiere a la ordenación espacial de los átomos en una molécula (incluyendo distancias de enlace y ángulos de enlace) y los enlaces químicos que mantienen unidos a los átomos. La geometría molecular debe explicar la forma de las moléculas más simples como las de oxígeno o nitrógeno diatómicos, hasta las más complejas, como una molécula de proteína o de ADN. Con este término también podemos referirnos a estructuras donde no existen moléculas propiamente dichas. Los compuestos iónicos o covalentes no formas moléculas sino redes tridimensionales, enormes agregados de átomos o iones, con una estructura regular, simétrica y periódica.
    Una vez conocida o supuesta la estructura química de una molécula es posible representarla mediante modelos como el modelo de barras y esferas o el modelo de espacio lleno.

     
    BIBLIOGRAFIA 
     
    Krick, E.V., Introducción a la Ingeniería y al Diseño en la Ingeniería, 2da. edición. México, Editorial Limusa, 1982

    Mott, R. L., Mecánica de Fluidos Aplicada, 4ta. edición. México, Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. 1996