metales 2Estudio de los metales

Las propiedades de los metales y su estructura. Obtención. Producción de níquel y cobalto en Cuba. Aplicaciones de los metales. Las aleaciones. La corrosión de los metales

Autoras: MSc. Niurka Ramos Herrera

MSc. Irmina Guevara Ferrer

Introducción

Desde épocas muy remotas, los seres humanos nos hemos relacionado con los metales. Desde los albores de la civilización la importancia económica de tales sustancias fue enorme y con el transcurso del tiempo se ha ido incrementando.

metales1El término metal se utilizó, al principio, para designar aquellas sustancias que poseían propiedades especiales, entre ellas: brillo metálico, resistencia a la deformación y a la rotura. Según fue avanzando el conocimiento del hombre y de su práctica social, se incluyeron otras propiedades como la conducción del calor y de la electricidad. Puede incluso plantearse que estas últimas propiedades de los metales, se encuentran dentro de las más importantes, pues las poseen casi todos, mientras que con las restantes no sucede del todo así.
Los metales poseen propiedades de carácter químico comunes y específicas, que son las que condujeron a la primera clasificación de los elementos en metales y no metales.
Los metales ocupan cierta posición en el sistema periódico. La tabla periódica es la representación gráfica de la Ley periódica. En ella los metales se ubican a la izquierda de la diagonal quebrada.

Los elementos metálicos en su gran mayoría se encuentran en nuestro planeta formando parte de compuestos, entre ellos, óxidos, carbonatos, sulfuros, sulfatos, cloruros, entre otros. Algunos de los mencionados, son poco solubles o prácticamente insolubles, por lo que se encuentran formando parte de los minerales, mientras que otros, por ser solubles, se encuentran en disolución.
Algunos elementos metálicos se encuentran en estado nativo, como sustancias simples, en la Tierra. Entre ellos el oro, la plata, el platino y el cobre. Esto ocurre por su bajo poder reductor.
También se encuentran en los seres vivos, formando parte de los huesos, como es el calcio; el hierro en la hemoglobina de la sangre y el magnesio en la clorofila de las plantas.
En sentido general, los metales poseen propiedades físicas comunes que los distinguen del resto de las sustancias que conocemos. Entre ellas se pueden citar:
· Son sólidos a una presión de 100 kPa y a una temperatura de 25ºC
· Tienen brillo metálico
· Conducen la electricidad
· Conducen el calor
· Son maleables, dúctiles y tenaces
Las estructura. Las aplicaciones de estas sustancias dependen de dichas propiedades.
En las redes cristalinas de los metales en estado sólido, cada átomo se encuentra enlazado a un número relativamente elevado de átomos semejantes, cada uno con pocos electrones, con relativa libertad de movimiento, en su último nivel de energía. De ahí que sean buenos conductores de la electricidad. La maleabilidad y ductilidad se atribuye a su estructura compacta.
Los metales también manifiestan propiedades químicas. Reaccionan con los no metales, el agua, los ácidos, las sales, óxidos metálicos, entre otros. Se pueden obtener mediante la reacción de algunos de sus compuestos con sustancias reductoras apropiadas y mediante procesos electrolíticos.
Existen metales de gran demanda mundial. Esto se debe a sus propiedades y múltiples aplicaciones. La demanda proviene fundamentalmente de países altamente industrializados. Entre estos metales se encuentran el hierro, el níquel y el cobalto.
edad-metales1
El hierro, es uno de los metales de gran empleo, marcó su uso una etapa de la civilización humana llamada “Edad del Hierro”. Ampliamente utilizado en equipos de transporte, maquinarias, instalaciones industriales, etc.


siderurgiaLa extracción del hierro a partir de sus menas, recibe el nombre de Siderurgia. Las operaciones metalúrgicas empleadas corrientemente en la obtención de este metal, de alta densidad, pueden dividirse en cuatro etapas principales:

- Concentración: muchas veces las menas extraídahornossiderurgias del suelo contienen materias extrañas, roca, arena, etc, designadas con el nombre de ganga.

- Tostación: después de concentrada la mena se tuesta, se calienta en un horno la sustancia finamente dividida.

- Reducción: se efectúa en hornos especiales (altos hornos), la mena se mezcla con carbón, hulla o coque; el monóxido de carbono producido por la combustión incompleta del carbón reduce el óxido a metal (hierro).

- Afinación: el metal en bruto se purifica.

Metales como el níquel y el cobalto también son de gran demanda a nivel mundial. Los principales yacimientos de níquel se encuentran en Canadá, Cuba, Rusia y Nueva Caledonia. Este metal constituye el principal renglón exportable de la minería cubana.
La industria del níquel en Cuba utiliza como materia prima las lateritas, formadas por un mineral de estructura compleja que contiene alrededor de 1,5% de níquel y 0,14% de cobalto, además de otros metales muy valiosos como son el hierro, aluminio, manganeso, cromo, cinc y magnesio.
Estas lateritas se encuentran abundantemente en la zona de Nicaro y Moa, en la provincia Holguín. En esta zona se desarrolla la extracción mediante las plantas: “Cmdte. René Ramos Latour” en Nicaro. Esta última, utiliza lixiviación con amoníaco y dióxido de carbono en disolución (lixiviación amoniacal), donde se emplea todo el material laterítico. En la primera de las plantas mencionadas, se utiliza la lixiviación con ácido sulfúrico, lo que reporta gran rendimiento. Es notable destacar que este proceso es único en el mundo.
El proceso tecnológico de la planta “Cmdte. René Ramos Latour” en Nicaro, incluye varias fases fundamentales:
- Preparación del mineral
- Reducción
- Lixiviación y lavado
- Recuperación de amoníaco y dióxido de carbono. Obtención de óxido de níquel (II)
- Sinterización
La explotación del material laterítico en Cuba, se realiza a cielo abierto, que a diferencia de la explotación subterránea, ofrece mayor seguridad para los obreros, se ahorran recursos y se aprovechan las capas superficiales que contienen el mineral. La explotación del material se realiza prestando atención, además, a las áreas que puedan ser afectadas, contribuyendo así, al cuidado y consevación del entorno.

Aplicaciones de los metales
aplicaciones 2
Las aplicaciones de los metales dependen en gran medida de las propiedades que poseen estas sustancias. Son ampliamente utilizadas en diversas esferas de la vida.


La conductividad eléctrica de los metales permite que se utilicen en la construcción de circuitos eléctricos. Sobre todo el cobre y el aluminio. La conductividad térmica de los metales los hace muy útiles en la fabricación de utensilios de cocina. Tal es el caso del aluminio, que es un metal muy ligero además. Propiedad esta que se aprovecha también para la fabricación de aviones.
aplicaciones 1Son pocos los metales que se emplean puros. Actualmente son muy utilizados los sistemas con propiedades metálicas, compuestos por dos o más sustancias, una de las cuales, al menos, es un metal. Estos sistemas son conocimos como aleaciones, las que cada vez son más utilizadas en el mundo contemporáneo.

En sentido general:
Los metales tienen propiedades que los distinguen del resto de las sustancias. Estas aplicaciones de los metales dependen a su vez de dichas propiedades.
El hierro, el níquel y el cobalto se encuentran entre los metales de gran demanda a nivel internacional.
En Cuba, la explotación del mineral laterítico que posee en su composición níquel y cobalto, se realiza en las plantas: “Cmdte. Pedro Soto Alba” en Moa, y “Cmdte. René Ramos Latour” en Nicaro, pertenecientes a la provincia Holguín.

Para ejercitarte en este tema puedes realizar las ejercicios interactivos que son propuestas interesantes.




































Comentarios


Deja un comentario