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Oro

1. Minería

La extracción del oro puede realizarse a pequeña escala (por bateadores en ríos, dragas flotantes) o a gran escala (minas a cielo abierto o subterráneas)iloencyclopaedia.org. En minas modernas se emplean explosivos para fragmentar la roca aurífera y equipos de acarreo para transportar el mineral. Los métodos artesanales incluyen el bateo (lavado con batea) y la minería rudimentaria con mercurio, aunque esta última es cada vez menos común por su alto impacto ambientaliloencyclopaedia.org.

2. Trituración y molienda

El mineral extraído se chancado (triturado) y muele hasta convertirlo en finos o polvo. Este paso prepara el material para el beneficio; el oro debe liberarse de la ganga para ser tratado. El producto es una pulpa mineral fina que se conducirá a las siguientes etapas (por ejemplo, a celdas de flotación o a tinas de lixiviación)iloencyclopaedia.org.

3. Concentración

Antes de la extracción química del oro, en muchos casos se concentra el mineral. Para menas auríferas con sulfuros o minerales complejos se usan métodos físicos (flotación) o gravitacionales (cilas de hachas, jigs) que separan parte de la ganga. Estas etapas de concentración incrementan la ley de oro del concentrado y reducen el volumen de material a tratar. (En menas de oro libre, a veces se omite la flotación).

4. Lixiviación (cianuración) y otros procesos químicos

La etapa clave es la lixiviación con cianuro: la pulpa finamente molida se mezcla con una solución alcalina de NaCN o KCN, en presencia de aire, formando complejos solubles de oro (Au(CN)_2^–)iloencyclopaedia.org. Este método, desarrollado a gran escala desde el siglo XX, es el más común en la industria actual. Existen variantes modernas como lixiviación en tinas (agitado) y en pilas (dilute pile-leaching) para menas de baja ley. En algunos casos especiales el oro queda en minerales refractarios y se recurre a tostación previa para oxidar compuestos indeseables antes de la cianuración. Adicionalmente, en escala artesanal el oro también puede extraerse por amalgamación con mercurio, aunque esta técnica clásica se evita hoy por razones ambientalesiloencyclopaedia.orgiloencyclopaedia.org.

5. Recuperación del oro metálico

El oro disuelto en la solución de cianuro se recupera precipitándolo. Tradicionalmente se utilizó el proceso Merrill-Crowe, agregando polvo de zinc metálico al lixiviado para precipitar el oro (y plata) como sólidofabricadeideas.pe. Un método alternativo es el uso de carbón activado (CIP/CIL) donde el oro se adsorbe al carbono y luego se extrae por electrólisis. En ambos casos el producto es oro de elevada ley (>900‰) que aún contiene impurezasiloencyclopaedia.org.

6. Fundición del doré

El precipitado de oro (generalmente aleado con plata) se funde en hornos de fundición, típicamente hornos eléctricos con refractarios protectores. Mediante fundición a cerca de 1.200 °C se obtiene el doré, una aleación de oro y plata con alrededor del 80–90% de oro. En esta etapa las impurezas ligeras (metales base) quedan en la escoria o se eliminan como gases. El doré se moldea en lingotes que se envían a la refinación finalfabricadeideas.pemetalurgia.911metallurgist.com.

7. Refinación final (electrólisis/cloración)

El lingote crudo se refina a pureza comercial mediante procesos como el de Miller (cloración) y Wohlwill (electrólisis). En el proceso de Miller se funde el oro y se burbujea cloro gas, formando cloruro de plata y otros cloruros volátiles que se separan, dejando oro casi puro fundidometalurgia.911metallurgist.com. Seguidamente, en el proceso Wohlwill los ánodos de oro impuro se disuelven electroquímicamente en celdas ácidas, depositándose oro de 99.99% en los cátodosmetalurgia.911metallurgist.com. El producto final es oro metálico de alta pureza listo para uso comercial.

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Plata

1. Minería

La plata se obtiene de menas primarias y como subproducto de otros metales (cobre, plomo, zinc). Las minas de plata pueden ser a cielo abierto o subterráneas. El mineral extraído contiene típicamente sulfuros (galena argentífera, minerales de plata) o partículas libres de plata.

2. Trituración y molienda

El mineral se chancada y muele finamente, al igual que en el oro. El producto es un polvo mineral en el que la plata (y otros minerales asociados) queda liberada de la ganga. En esta etapa también se muestrea el mineral para estimar la ley en plata antes de procesarlo.

3. Concentración

Para menas sulfúricas con plata asociada (ej. argentita, galena, cerusita, calcopirita), se emplea flotación para separar los sulfuros ricos en plata de la ganga estéril. Esto da un concentrado de plata (y otros metales preciosos o base) que se somete a fundición. En mena de plata libre es posible omitir la flotación.

4. Tostación y métodos tradicionales

Las menas de plata con altos contenidos de plomo o azufre se pueden tostar para convertir compuestos a formas solubles; por ejemplo la tostación clorurante produce AgCl. Tradicionalmente existieron procesos artesanales como el método de patios, inventado en México en 1554, que utilizaba mercurio para amalgamar la plata del minerales.wikipedia.org. Aunque hoy no se usa comercialmente, el método de patios fue pionero en la amalgamación con mercurio para extraer plataes.wikipedia.org. Otro proceso clásico es el de Parkes (1850), usado en la fundición de plomo: al añadir zinc al plomo líquido argentífero, la plata migra al zinc y luego se separa al vaporizar éste, obteniéndose plata casi puraes.wikipedia.org.

5. Lixiviación (cianuración) y cementación

Al igual que el oro, la plata se puede extraer mediante cianuración de su mena o de los relaves. Los cianuros disuelven la plata formando Ag(CN)_2^–, recuperable mediante precipitación con zinc (cementación) o electrolisis. En procesos que incluyen oro, ambos metales se disuelven juntos y se recuperan simultáneamente (por ejemplo, Merrill-Crowe precipita Au/Ag con Zn). La plata también puede recuperarse por cementación sobre planchas de cobre o zinc.

6. Fundición y primera separación

El concentrado de plata (o el precipitado de plata–zinc) se funde en un horno de fundición. En caso de mena rica en plomo, se obtiene plomo bruto con alta plata; en hornos de cobre se forma matas de cobre-plata. Tras la fusión se realiza la desplatización: por ejemplo, el proceso de Parkes descrito extrae la mayor parte de la plata al zinc fundidoes.wikipedia.org. El resultado es plata metálica (o doré de plata con oro) de alta ley mezclada con metales base.

7. Refinación final (electrólisis química)

Finalmente, la plata obtenida se refina para alcanzar purezas comerciales (99.9%). Los métodos incluyen la electrólisis: los ánodos de plata impura se disuelven en electrolitos y la plata pura se deposita en cátodos, separando impurezas. También se usa refinación química: por ejemplo disolviendo la plata en ácido nítrico y precipitando metal puro. El producto final son lingotes o planchas de plata refinada, con aleaciones de plata al 99.9% o más.

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Cobre

1. Minería

El cobre se extrae de menas de cobre sulfuradas (p. ej. calcopirita) y óxidas (p. ej. malaquita). Se emplea minería a cielo abierto o subterránea con voladuras y excavación para extraer el mineral.

2. Trituración y molienda

El mineral extraído se tritura y muele reduciendo su tamaño en etapas sucesivas. Primero se chancan las rocas hasta algunos centímetros; luego el material se muele en molinos hasta granulometría fina. Este proceso liberación los minerales de cobre (sulfuros o óxidos) de la roca estéril.

3. Concentración del mineral

Para sulfuros de cobre, el material molido se concentra por flotación: se agita la pulpa con reactivos (colectores) en celdas de flotación, provocando que las partículas de cobre suban en la espuma y se separen de la gangacodelcoeduca.cl. De este modo se obtiene un concentrado sulfurado con alta ley de cobre. En el caso de menas oxidadas, a veces se salta la flotación y se procede directamente a hidrometalurgia.

4. Tostación u otros tratamientos previos

En sulfuros con impurezas tóxicas (arsénicos) o con plomo, se puede tostar parcialmente el concentrado para oxidar sulfuros no deseados. También en el cobre tradicional se empleó la flotación de sulfuros mixtos (sulfidos de cobre plomo y plata juntos) como paso preparatorio.

5. Fusión primaria

El concentrado de cobre (sulfurado) se funde en hornos (hornos de reverbero o de flash). En el horno la mena se reduce (combustible con coque y fundentes como sílice), produciendo una cuprorrica (pasta de cobre y fierro) y escoria. Esta cuprorrica, al pasar por un convertidor (horno Clark o convertidor de aire), se oxida parte del fierro y azufre, y queda cobre blister (~98–99% Cu, con ~1% S, O).codelcoeduca.cl El gas SO_2 generado se aprovecha típicamente para producir ácido sulfúrico.

6. Refinación electrolítica

El cobre blister se refina por electrólisis: se funde y lamina en placas anódicas que se colocan en celdas con solución de sulfato de cobre. Al aplicar corriente, el cobre puro se deposita en los cátodos (99.99% Cu) mientras impurezas valiosas (oro, plata, platino) caen al fondo como "barro anódico". Así se obtiene cobre de alta pureza listo para uso industrial.

7. Hidrometalurgia de óxidos (alternativa moderna)

Para menas o relaves de cobre oxidados existe la vía hidrometalúrgica. El material chancado se apila y se lixivia con ácido sulfúrico, produciendo una solución rica en sulfato de cobrecodelcoeduca.cl. Luego el cobre se recupera por electroobtención (SX/EW): se extrae por solvente orgánico y se deposita en cátodos electrolíticos, obteniendo cobre catódico 99.99%codelcoeduca.cl.

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Aluminio

1. Extracción de la bauxita (minería)

El aluminio no se encuentra en forma metálica ni casi libre en la naturaleza; se extrae de la bauxita, un mineral rico en hidróxidos de aluminio. Las minas de bauxita son a cielo abierto (canteras). Se excava y transporta la bauxita hacia plantas de beneficio.

2. Trituración y molienda

La bauxita se tritura para reducir el tamaño de los trozos y luego se muele finamente. Esto aumenta la superficie de reacción para el proceso posterior. El producto es un polvo de bauxita listo para su procesamiento químico.

3. Proceso Bayer (digestión)

La bauxita molida se somete al proceso Bayer, el método principal para producir alúmina (Al_2O_3). En grandes autoclaves a alta presión se mezcla la bauxita con hidróxido de sodio (soda cáustica). El NaOH disuelve selectivamente los hidróxidos de aluminio del mineral, formando aluminato de sodio en solución, mientras las impurezas (óxidos de hierro, sílice) permanecen insolublesmetalurgia.911metallurgist.comes.wikipedia.org.

4. Precipitación y calcinación

La solución de aluminato se enfría y a menudo se añade semilla de Al(OH)_3 para precipitar hidróxido de aluminio. Este precipitado se recoge y lava. Luego se calcina (calienta) el hidróxido a ~1000 °C, eliminando el agua y obteniendo polvo de alúmina pura (Al_2O_3)metalurgia.911metallurgist.com.

5. Electrólisis Hall–Héroult

La alúmina se convierte en aluminio metálico por electrólisis. En celdas de Hall–Héroult, la alúmina se disuelve en un baño fundido de criolita (Na_3AlF_6) en una cuba con ánodos de grafitoes.wikipedia.org. Al aplicar corriente continua, se produce la reacción: 2Al_2O_3 + 3C → 4Al + 3CO_2es.wikipedia.org. El aluminio líquido, más denso que el baño electrolítico, se deposita en el fondo de la cuba y se extrae periódicamente. Este proceso es el método industrial por excelencia para producir aluminio metálicoes.wikipedia.orges.wikipedia.org.

6. Recolección del aluminio líquido

El aluminio metálico (aprox. 99–99.5% puro) se extrae en forma de lingotes o formas semielaboradas desde el fondo de la celda y se funde de nuevo para colado en lingotes comerciales.

7. Refinación final y aleaciones

El aluminio primario aún contiene pequeñas impurezas (hierro, silicio). Se le da tratamiento térmico o físico para eliminarlas o se ajusta su composición con aditivos, obteniendo aluminio comercial puro (99.7–99.9%). Finalmente, el aluminio se lamina o funde con otros metales para fabricar aleaciones útiles. (No existen métodos tradicionales simples para producir aluminio, ya que solo el proceso electrolítico moderno permite su obtención a escala industrialmetalurgia.911metallurgist.comes.wikipedia.org).

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Hierro

1. Minería

El mineral de hierro (hematita, magnetita) se extrae de minas a cielo abierto o subterráneas. Se perfora y blastifica para fragmentar el mineral, que luego se transporta a la planta de proceso. Las menas pueden contener impurezas de sílice y otros óxidos.

2. Trituración y molienda

El mineral se chancada y muele para reducirlo a un tamaño fino. Se utiliza trituración primaria (mandíbulas) y secundaria (conos) seguidas de molienda con bolas. Esto libera la hematita/magnetita de la roca acompañante.

3. Concentración y aglomeración

Para mejorar la calidad del mineral se aplica separación magnética (para magnetita) o flotación (para óxidos finos). Luego se sinteriza o pelletiza el mineral concentrado, fundiendo parcialmente los finos en una cama (sínter) o formando pellets, lo que produce un material poroso pero de grano más grueso apto para el alto horno.

4. Reducción en alto horno (pig iron)

El corazón del proceso es el alto horno. Se carga alternadamente mineral aglomerado, coque y caliza. Al inyectar aire caliente, el coque arde generando CO, que reduce los óxidos de hierro a hierro metálico. A temperaturas de ~1600 °C se funde el hierro y se separa de la escoria. Se produce así hierro fundido (arrabio o pig iron) con alto contenido de carbono (3–5%) y silicio. El arrabio resultante no es puro hierro, sino una aleación hierro-carbono con mucha impureza, por lo que no es utilizable directamentemetalurgia.usach.clmetalurgia.usach.cl.

5. Conversión y refinación primaria

El arrabio se refina principalmente en altos hornos cortos o convertidores básicos (Bessemer u oxígeno básico). En estos hornos se sopla oxígeno, quemando parte del carbono, silicio y otros elementos. El carbono se reduce a niveles bajos, transformando el arrabio en acero o hierro forjado de menor carbono. La escoria generada captura azufre, fósforo y otros contaminantes.

6. Procesos tradicionales (forja)

Históricamente se producía hierro forjado en hornos primitivos como la forja catalana, que eran hornos de carga de mineral con carbón vegetal y tiro naturalmetalurgia.usach.cl. Estos hornos lograban temperaturas más bajas y producían hierro esponjoso (bloomería). Con el auge de los altos hornos modernos (siglo XIX en adelante), la producción de acero y hierro refinado a gran escala se estableció definitivamentemetalurgia.usach.cl.

7. Refinación final y producto

Finalmente, el acero o hierro bruto se somete a procesos de acabado (laminación en caliente/frío, forjado, trefilado). La composición final (acero bajo/alto carbono, aceros aleados) se ajusta mediante aportes de carbono o aleantes en hornos de afinado secundario (hornos eléctricos de arco o convertidores). El producto es hierro o acero con las propiedades químicas deseadas. En resumen, el hierro metálico se obtiene reduciendo sus menas en el alto hornometalurgia.usach.cl, y luego refinándolo para obtener el material final.

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https://iloencyclopaedia.org/

https://fabricadeideas.pe/

https://www.codelcoeduca.cl/

https://es.wikipedia.org/

https://metalurgia.usach.cl/

https://www.derichebourgespana.com/

https://www.thegoldhouse.es/

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ILO Encyclopaedia of Occupational Health and Safety

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ILO Encyclopaedia of Occupational Health and Safety

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Videos explicativos del proceso metalúrgico (PM)

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Videos explicativos del proceso metalúrgico (PM)

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El Proceso General de Metalurgia | Nivel 1. Lección 1.4

Procesos Metalurgicos - Introduccion

Proceso completo de fabricación del acero

Proceso General de Metalurgia - Minería

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Ingeniería de Minas. El Portal para Mineros

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El Proceso General de Metalurgia | Nivel 1. Lección 1.4

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Cianuración

Proceso hidrometalúrgico en el que se utiliza una solución de cianuro (generalmente NaCN o KCN) para disolver metales preciosos como el oro y la plata del mineral, formando complejos solubles Au(CN)\₂⁻ y Ag(CN)\₂⁻, que luego se recuperan por precipitación o adsorción. 911Metallurgist Core Resources

Amalgamación

Técnica histórica de extracción de metales preciosos consistente en mezclar mercurio con el mineral para formar una amalgama metálica (aleación), la cual luego se calienta para evaporar el mercurio dejando el metal puro. Wikipedia, la enciclopedia libre 911Metallurgist

Barra de Doré

Lingote semipuro de una aleación de oro y plata (generalmente 80–90 % de oro) producido directamente en la mina o planta de beneficio, antes de su refinación fina. Wikipedia, la enciclopedia libre

Proceso Hall–Héroult

Método industrial predominante para obtener aluminio, que consiste en la electrólisis de alúmina disuelta en criolita fundida a 940–980 °C en celdas con ánodos de grafito, produciendo aluminio metálico en el cátodo. Wikipedia

Proceso Bayer

Principal método para producir alúmina (Al₂O₃) a partir de bauxita, mediante disolución selectiva con hidróxido de sodio, precipitación del hidróxido de aluminio y calcinación para obtener alúmina pura en polvo. Wikipedia, la enciclopedia libre

Sinterización

Tratamiento térmico de polvos metálicos o cerámicos para promover la unión de partículas y formar un sólido continuo con densidad y propiedades mecánicas controladas, tras el conformado inicial. Wikipedia, la enciclopedia libre

Peletización

Proceso de aglomerar finos de mineral de hierro beneficiado con aglutinantes y fundentes para formar gránulos o «pellets» esféricos que mejoran la permeabilidad y eficiencia en altos hornos o plantas de reducción directa. Metso Metso

Convertidor Bessemer

Horno en forma de recipiente en cuyo interior se insufla aire para oxidar las impurezas (principalmente carbono) del arrabio, transformándolo en acero de forma rápida y masiva mediante la elevación de la temperatura del metal. Wikipedia, la enciclopedia libre Encyclopedia Britannica

Arrabio

Hierro fundido bruto obtenido directamente al final del proceso en alto horno, caracterizado por un elevado contenido de carbono (3–5 %) e impurezas, que sirve como materia prima para la fabricación de acero. Wikipedia, la enciclopedia libre

Barro anódico

Sedimento de impurezas (incluyendo metales preciosos como oro, plata, platino) que se acumula en el fondo de las celdas electrolíticas durante la refinación electroquímica del cobre; es valorizado para la recuperación de dichos subproductos. Codelco Educa Codelco Educa