LA BAUXITA
Casi la totalidad hoy día del aluminio es producido a partir
de este mineral. El término BAUXITA, se refiere a una
mezcla de minerales formados mediante la interperización de las rocas
que contienen aluminio. Las rocas madres pueden ser ígneas o
sedimentarias, son frecuentemente: Nephelina (3 NaO.K2O.9 Si O2), serpentina,
granito, dionita, dolerita y caliza conteniendo minerales arcillosos. Cuando
estas rocas son sometidas a la acción de la intemperie (efecto de las
lluvias) o al tiempo, ellas tienden a perder los
constituyentes, tales como:
silicio, magnesio, óxido de hierro y óxido de titanio. En consecuencia, se forman arcillas que contienen entre 35-60% de
óxido de aluminio (Al2O3) combinado y subsecuentemente laterita que
consiste substancialmente en óxido de aluminio hidratado y óxido
de hierro hidratado. De acuerdo a su composición química
las lateritas son conocidas como ferruginosas o aluminosas
(aquellas mas ricas en alúmina y mas pobres en
sílice y óxido de hierro) o bauxitas.
La bauxita ocurre en lechos estratificados o cristales dentro o debajo de
formaciones como depósitos cubiertos o cercanos a la superficie
terrestre: como impurezas, la bauxita contiene generalmente óxido de
hierro, sílice y titanita que varían en proporción
según su procedencia.La mayoría de los depósitos de
bauxita de mayor tenor, adecuados para la extracción de alúmina
ocurre en regiones tropicales o semitropicales
Composición química de la bauxita
Como se ha indicado anteriormente las bauxitas son mezclas de minerales que
contienen alúmina hidratada y ciertas impurezas comunes, tales como
óxido de Fe, sílice y óxido de titanio (rutilo o
anastasa). Una composición química típica de una bauxita
es la siguiente:
Al2O3 ..35-60%
Oxido de Fe .10-30%
Sílice (SiO2). 4-18%
Ti O2 . 2-5%
H2O de constitución . 12-30%
Otras impurezas
Calidad de una bauxita
La calidad de una bauxita es determinada por su composición
química y mineralógica y especialmente por el llamado
'módulo de sílice' (Al2O3/SiO2 en % peso). La
relación Al2O3/SiO2 determina si un mineral es
trabajable o no. La mejor bauxita tiene un
módulo mayor a 10, mientras que las bauxitas de segunda y tercera
categoría tienen un módulo de sílice entre 7-10 y 4-7
respectivamente. Por lo tanto la presencia de sílice en la bauxita,
sobre todo en su forma reactiva, juega un papel
fundamental en la calidad del
mineral.
La búsqueda de nuevos materiales progresa continuamente. Por ejemplo los
ingenieros mecánicos buscan materiales para altas temperaturas, de modo que los
motores de reacción puedan funcionar más eficientemente. Los ingenieros
eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para conseguir que los
dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y temperaturas.
Ciencia de materialesLa ciencia de materiales implica investigar la relación
entre la estructura y las propiedades de los materiales. Por el contrario, la
ingeniería de materiales se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura
y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto
predeterminado de propiedades. Conviene matizar esta diferencia, puesto que a
menudo se presta a confusión.
La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia
conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los
materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería,
consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas
diversas, o convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad.
Incluye elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil
y eléctrica, todo gracias al conocimiento de los polímeros. Con la atención
puesta de los medios en la Nanociencia y la nanotecnología en los últimos años,
la ciencia de los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.
A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo
de los materiales en los últimos años, el permanente desafío tecnológico
requiere materiales cada vez más sofisticados y especializados.
Clasificación
[pic]Ejemplo de la estructura de un polímero, el polietileno
La ciencia de materiales clasifica a todos los materiales en función de sus
propiedades y su estructura atómica. Son los siguientes:
• Metales
• Cerámicos
• Polímeros
•Materiales compuestos
• Semiconductores
Algunos libros hacen una clasificación más exhaustiva, aunque con estas
categorías cualquier elemento puede ser clasificado.
En realidad en la ciencia de materiales se reconocen como categorías únicamente
los Metales, los materiales Cerámicos y los Polímeros, cualquier material puede
incluirse en una de estas categorías, así pues los semiconductores pertenecen a
los materiales cerámicos y los materiales compuestos no son más que mezclas de
materiales pertenecientes a las categorías principales.
Metal
Metal se denomina a los elementos químicos caracterizados por ser buenos
conductores del
calor y la electricidad, poseer alta densidad, y ser sólidos a temperaturas
normales (excepto el mercurio y el galio); sus sales forman iones
electropositivos (cationes) en disolución.
La ciencia de materiales define un metal como un
material en el que existe un solape entre la banda de valencia y la
banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da
la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la
capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo.
[pic]
[pic]
Forja metálica en la marquesina del actual
Ayuntamiento de Madrid,
antiguo Palacio de Comunicaciones.
El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como
aleaciones con características metálicas, como
el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla
periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea
diagonal entre el boro y el polonio. En comparación conlos no metales tienen
baja electronegatividad y baja energía de ionización.
En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio.
Propiedades
Los metales poseen ciertas propiedades físicas características: La mayoría de
ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el
bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros
metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina policromismo.
Otras propiedades serían:
Densidad: relación entre la masa del volumen
de un cuerpo y la masa del
mismo volumen de agua.
Estado físico: todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio
(Hg) y el galio (Ga).
B
Bauxita
El procesode extracción, almacenamiento, carga y transporte de la
bauxita se desarrolla en tres areas basicas: Mina, Area de
Homogeneización (Pie de Cerro) y Area de Almacenamiento y Embarque (El
Jobal).
En general la infraestructura para la extracción y procesamiento de la
bauxita fue diseñada para una producción de 6 Millones
t/año abarcando: 1) mina; 2) estación de trituración; 3)
cinta transportadora (soportada por 2 cables) de 4,5 Km de longitud con una
capacidad de 1.600 t/hr, y con una trayectoria descendente de 650 m de altura;
4) vía férrea de 52 Km; 5) estación de manejo con una
correa transportadora de 1,5 Km y 3.600 t/h de capacidad y un terminal con un
cargador de gabarras; 6) flota de gabarras para la transportación a
través del río Orinoco.
Mina
El proceso de producción de la bauxita se inicia con la
explotación por métodos convencionales de las minas a cielo
abierto (Stripping mine), después de removida y apilada la capa vegetal
para su posterior reforestación.
La bauxita es extraída directamente de los diferentes bloques de la
mina, con el objeto de obtener la calidad requerida del mineral. Las
operaciones de la mina son controladas y planificadas por intermedio del
programa MINTEC 'Medsystem'.
Secuencia de operación en la mina
1) Remoción de la capa vegetal (
