Tema 04 Materias naturales minerales

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Tecnología

MATERIAS NATURALES

Materias primas minerales

CPR. JORGE JUAN _Xuvia-Narón

Entre otras las materias primas naturales de origen mineral que se estudian son:

Hierro

Es el metal más utilizado. No se encuentra en estado puro en la naturaleza, sino mezclado con otros elementos químicos.

Los procedimientos empleados para la extracción, elaboración y tratamiento de los metales se denomina metalurgia. La metalurgia del hierro se llama siderúrgica. Éstos son:

Extraído el mineral se mezcla con carbón de coque, de alto poder calorífico. Se añaden sustancias fundentes y en un alto horno se consigue fundir los materiales.

Del producto resultante, el arrabio, se obtienen otros productos cuyos componentes principales son:

Hierro dulce

Es la forma más pura de hierro empleado en la industria. Se obtiene del arrabio después de eliminar las impurezas. Sus características son:

Riqueza en hierro 99’8%

Temperatura de fusión 1535 ºC

Densidad 7’9 g/cm3

Es un material resistente que se emplea en objetos que han de soportar esfuerzos bruscos.

La fundición

Producto con un contenido de carbono de, 1’7-4’5%. Se obtiene por afino o descarburación del arrabio en hornos llamados cubilotes.

Sus principales propiedades son:

Color gris oscuro- blanquecino

Dura

Quebradiza

Resistente al desgaste

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Acero

Es una aleación de hierro y de carbono con un contenido de éste del, 0’2-1’7%, con cantidades variables de silicio y manganeso. Según su composición los aceros se clasifican en:

Aceros ordinarios

Contienen únicamente hierro y carbono. Sus propiedades son:

Dúctiles, hilos

Maleables, láminas

Fáciles de soldar

Al aumentar el contenido en carbono adquieren dureza y resistencia, resultando menos deformable y más quebradizos. Se emplean en:

Piezas mecánicas de resistencia media

Fabricación de herramientas corrientes

Tornillería, herrajes, raíles, perfiles de barras de múltiples secciones

Aceros aleados

Contienen además del hierro y el carbono otros elementos que se añaden durante el proceso de fabricación. Se mejoran así las cualidades del acero y se consiguen gran variedad de tipos de acero:

Aceros al silicio

Tienen gran elasticidad y resistencia. Muelles, ballestas, chapas para transformadores.

Aceros al manganeso

Tienen mayor resistencia al desgaste y sueldan con facilidad. Raíles y perfiles de estructuras.

Aceros con cromo y vanadio

Tienen mayor resistencia a las deformaciones en frío. Herramientas, ejes de máquinas.

Aceros al volframio y molibdeno

Tienen gran dureza y resistencia a la deformación en caliente. Herramientas de corte, brocas, limas, hojas de sierra.

Aceros al níquel y cromo

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Aluminio

Metal más abundante en la naturaleza. Como el aluminio es muy reactivo siempre se encuentra formando parte de otros compuestos químicos.

Las principales propiedades del aluminio son:

Color blanco plateado

Densidad 2’7g/cm3.

Dúctil

Maleable

Blando

Buen conductor del calor y electricidad

Resistente a la corrosión

En la metalurgia del aluminio se siguen los procesos:

Calcinación de las menas de bauxita enriquecidas, con lo que se obtiene alúmina.

Extracción del aluminio por electrólisis. Proceso que consiste en hacer pasar una corriente eléctrica a través de un compuesto químico en disolución separando sus componentes.

El aluminio es un metal especialmente apropiado para la elaboración de objetos ligeros y resistentes.

Motores de automóviles, vagones de ferrocarril, Cámaras fotográficas, utensilios de cocina, latas, perfiles y molduras de carpintería, papel de aluminio, aeronaves

Las principales aleaciones de aluminio son:

Aluminio y cobre

Permite obtener piezas de elevada resistencia mecánica a altas temperaturas.

Aluminio y magnesio

Permite obtener piezas de fácil mecanización, gran resistencia mecánica y a la corrosión.

Aluminio y silicio

Permite obtener piezas de formas complicadas y secciones delgadas, con buena resistencia mecánica en caliente, baja dilatación y resistentes al desgaste.

Duraluminio

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Cobre

Está presente en la naturaleza formando unos minerales en los que se encuentra combinado con otros elementos químicos.

Las principales propiedades del cobre son:

Color rojo brillante

Temperatura de fusión 1083ºC

Dúctil

Maleable

No demasiado duro

Buen conductor del calor y electricidad

Resistente a la corrosión y oxidación

Buenas cualidades bacteriostáticas

Para la obtención del cobre se siguen los procesos:

Concentrar las menas dada su pobreza, 3%.

Tostar para eliminar el azufre.

Electrolisis si se quieren hilos

El cobre se emplea principalmente en:

Industria eléctrica, en hilos conductores, bobinados de transformadores, tendidos de líneas.

Accesorios de fontanería

Ornamentación

Las aleaciones del cobre son altamente utilizadas en la industria. Destacan:

Bronce

90%, de cobre y, 10%, de estaño.

Latón

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Metales nobles

Oro

Metal muy cotizado debido a su inalterabilidad con el paso de los años. Se encuentra en la naturaleza en estado puro sin estar mezclado con otros elementos.

Las principales características de este metal son:

Color amarillo brillante

Dúctil

Maleable

Blando

Es buen conductor del calor y electricidad

Resistente a la oxidación y corrosión

Antialérgico

Se elaboran aleaciones del oro con otros metales con el fin de mejorar la dureza resultante. En estas aleaciones el número de quilates indica las partes de oro que hay en, 24 partes, de aleación. Las principales aleaciones de oro son:

Oro y plata, oro blanco

Oro y platino

Oro y cobre, oro rojo

Oro y niquel

Se utiliza en:

Electrónica. Conexiones, chips, circuitos impresos

Orfebrería. Joyería, numismática, cadenas

Galvanotecnia. Recubrimiento de objetos

Medicina. Prótesis odontológicas, agujas de acupuntura, suturas craneales

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Plata

Las principales características de este metal son:

Color blanco brillante

Dúctil

Maleable

Blando

Es el mejor conductor del calor y electricidad

Se utiliza en forma de compuestos químicos y aleaciones en:

Reproducción fotográfica. Elaboración de películas para cine, fotografía

Electricidad y electrónica. Contactos y pistas conductoras

Orfebrería. Joyería, fabricación de cadenas, monedas

Soldadura. Uniones capilares en tuberías de conducción de agua y gas

Galvanotecnia. Recubrimiento de objetos

Artesanía textil

Fabricación de espejos

Platino

Las características de este metal son:

Color blanco

Dúctil

Maleable

Buena resistencia mecánica

Buen conductor del calor

Mal conductor de la electricidad

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Se utiliza en la industria en:

Catalizador de reacciones químicas

Medicina. Elaboración de instrumentos quirúrgicos, prótesis

Fabricación de utillaje de laboratorio. Pinzas, crisoles, cazos

Joyería. Pulseras, colgantes

Fabricación de vidrio

Equipos de control térmico. Termopares, termosondas para regular la temperatura