Perú un País Minero
Zincita:
La cincita o zincita es la forma mineral del óxido de zinc (ZnO). Su
nombre alude a su elevado contenjjido de este metal —hasta el 80%—. Otro
nombre que recibe este mineral es ancramita.
Propiedades:
Tiene estructura
cristalina hexagonal y su color depende de
las impurezas, que suelen aparecer como pequeñas cantidades de hierro y manganeso.
Los cristales de cincita pueden ser producidos artificialmente, pudiendo ser
incoloros o de color variable desde el rojo oscuro, naranja, amarillo al verde
claro. Es infusible a la llama y soluble enácidos.
Estructura
cristalina:
La
estructura de la cincita consiste en tetraedros de ZnO4,
todos ellos orientados en una misma dirección, dando lugar a una simetría hexagonal. El eje
principal es simétricamente polar y da como resultado una estructura cristalina
hemimórfica. En otras palabras, no existe ningún elemento de simetría, ya que
las caras del cristal en la parte superior del mismo no se repiten en la parte
inferior. Los cristales hemimórficos son distintos vistos
desde arriba que desde abajo —como si por un extremo no hubiesen sido
completados—, a lo que alude el término hemimorfismo ("mitad de
forma").
Aplicaciones
Cristales
de zincita.
Los
cristales de zincita, tanto naturales como sintéticos, tienen importancia por
su uso como detectores de galena
semiconductores en el desarrollo de las primeras radios a galena, antes
de la utilización de los tubos de vacío. La
cincita se utilizó junto a otro mineral, la calcopirita, en
una combinación conocida como detector Perikon. Raramente se utiliza como
mineral de zinc.
Morfología y formación
Los
cristales de cincita son sumamente raros. Frecuentemente presenta formas redondeadas
y corroídas, formando agregados granulares y hojosos.La cincita tiene una
génesis diversa; puede ser mineral primario metamórfico, mineral secundario
procedente de la alteración de otros minerales de zinc en menas oxidadas ricas
en este elemento, y finalmente puede ser producto de vulcanismo.
Composición química:
ZnO Oxido de manganeso y Zinc.
EL Zinc (Zn)
Minerales
de Zinc:
El zinc se encuentra en la naturaleza en su mayor parte en
formade sulfuro (ZnS), a veces (Zn, Cd) S mineral denominado blenda o
esfalerita, de color caramelo y marmatita (Zn, Fe) S de
color negruzco por la presencia de hierro.
Oxido
de Zinc:
Él oxido de zinc se emplea en la fabricación de cemento
dental, pasta dental, esmaltes, Vidrio, pinturas, objetos cerámicos y
productos de goma como llantas y cámaras, y en medicina como
antiséptico combinado con talco.
Extracción
del Zinc:
El proceso se inicia con la concentración por flotación del mineral de
zinc, luego este concentrado es transportado a una fundición y refinería.
El concentrado es oxidado a la forma de (ZnO) en hornos de tostación
y el producto se denomina calcina. La calcina es luego lixiviada o
disuelta mediante ácido sulfúrico para formar una solución de sulfato de
zinc (ZnSO4), esta solución pasa a la etapa de purificación donde el
sulfato de zinc en solución es separado de otros elementos no deseables
precipitándolos como sulfatos insolubles.
La solución purificada se somete a una electro deposición, en que al
suministrase corriente directa los iones zinc se adhieren al cátodo, que
es una plancha de acero inoxidable formando una lamina de zinc de alta
pureza. Estas láminas se retiran, funden y moldean en lingote para su
comercialización.
Usos
del Zinc:
Este metal se emplea principalmente para recubrir el acero
mediante el proceso de galvanización para protegerlo de la corrosión
atmosférica. El producto galvanizado puede ser utilizado en diferentes
formas, calaminas para techos, alambres galvanizados para cables,
tuberías y conexiones.
Aleaciones de zinc:
Con pequeñas adiciones plomo y cadmio se utiliza como envoltura
de las pilas eléctricas y forma el polo negativo. Con la adición de
pequeñas cantidades de aluminio, magnesio y cobre se obtiene una
aleación importante denominada ZAMAK,el cual se utiliza en la piezas de
automóviles, utensilios domésticos, productos de ferretería, candados,
juguetes, etc.
EL COBRE (Cu)
El cobre cuyo símbolo es Cu, es el elemento de número
atómico 29.
Se trata de un metal
de transición de
color rojizo y brillo metálico que, junto
con la plata y el oro, forma parte de la
llamada familia
del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores
de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad
eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en
el material más utilizado para fabricar cables
eléctricos y
otros componentes eléctricos y electrónicos.
Propiedades físicas
El cobre posee
varias propiedades físicas que propician su uso industrial en múltiples
aplicaciones, siendo el tercer metal, después del hierro y del aluminio, más consumido en el mundo. Es de color
rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con mayor conductividad
eléctrica y térmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio
accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es
resistente a la corrosión y oxidación.
La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta
magnitud, estableciendo el International
Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o
IACS. Según esta definición, la conductividad del cobre recocido medida a
20 °C es igual a 58,1086 S/m. A este valor de conductividad se le asigna un
índice 100% IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa en
porcentaje de IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad
inferiores a 100% IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta
conductividad designados C-103 y C-110.
Características
químicas
En la mayoría de
sus compuestos, el cobre presenta estados
de oxidación bajos,
siendo el más común el +2, aunque también hay algunos con estado de oxidación
+1.
Expuesto al aire,
el color rojo salmón, inicial se torna rojo violeta por la formación de óxido
cuproso (Cu2O)
para ennegrecerse posteriormente por la formación de óxido
cúprico (CuO). La
coloración azul del Cu+2 se debe a la formación del ion [Cu (OH2)6]+2.
Expuesto largo
tiempo al aire húmedo, forma una capa adherente e impermeable de carbonato
básico (carbonato
cúprico) de color verde y
venenoso. También pueden formarse pátinas decadentillo, una mezcla venenosa de
acetatos de cobre de color verdoso o azulado que se forma cuando los óxidos de
cobre reaccionan con ácido
acético, que es el
responsable del sabor del vinagre y se produce en procesos de fermentación
acética. Al emplear
utensilios de cobre para la cocción de alimentos, deben tomarse precauciones para
evitar intoxicaciones porcardenillo que, a pesar de su mal sabor, puede ser
enmascarado con salsas y condimentos y ser ingerido.
Propiedades mecánicas
Tanto el cobre
como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son
fáciles de mecanizar. El cobre posee
muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy
delgados y finos. Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia
a la tracción es de 210 MPa, con un límite elástico de 33,3 MPa.2Admite procesos de
fabricación de deformación
como laminación o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades
diferentes con tratamientos
térmicos como temple y recocido. En general, sus
propiedades mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en
aplicaciones criogénicas.
Principales minerales de
cobre:
Fue
uno de los primeros metales empleados por el hombre por
encontrarse en su estado nativo. Actualmente la producción de cobre se obtiene
de minerales en forma de sulfuros: Calcopirita
(CuFeS2),
Chalcocita (Cu2S), Covelita (CuS), y minerales oxidados, como la cuprita
(Cu2O), la tenorita (CuO), etc.
Obtención del cobre a partir de sus óxidos:
Si
se trata de una mena oxidada, la cuprita (Cu2O) o la Tenorita (CuO)
se le acondiciona en una pila (montículo de mineral) donde se le rocía con
una solución de ácido sulfúrico, en el proceso denominado de lixiviación,
obteniéndose en esta etapa la llamada solución rica o preñada que consiste en
agua, sulfato de cobre e impurezas. En la siguiente etapa, denominada de
purificación, se somete, la solución rica, a la acción de solventes orgánicos,
dejando en la solución ácido sulfúrico regenerado e impurezas, los que son
retornados a las pilas. El electrolito cargado pasa a las celdas de electro
deposición, den donde el electrolito se descompone por acción de la
corriente eléctrica, depositándose el cobre en el cátodo de la celda,
y obteniéndose un cobre de alta pureza (99.999%). El electrolito estéril
vuelve a unirse al solvente cargado para tomar el cobre y renovar el
ciclo.
Obtención
de cobre a partir de los sulfuros:
Se
realizan múltiples etapas con los minerales como chancado, molienda
y flotación obteniendo concentrados de cobre que luego ingresan a
procesos de tostación, fundición y refinación hasta obtener un cobre
de pureza 99.99%.
Usos del cobre y sus aleaciones
Tubería de cobre: En la industria
automotriz, refrigeración, agroindustria, industria de la construcción, etc.
Las
sales de cobre como el sulfato y oxicloruro de cobre se
emplean como fungicida en agricultura y el oxido cuproso como base de
ciertas pinturas.
¿Cómo se obtiene
el cobre metálico de los yacimientos de cobre oxidados?
Si
se trata de una mena oxidada, como puede ser malaquita (CuCO3), la brochantita
(CuSO4) 3Cu (OH)2)) o la cuprita (Cu2, O) se le acondiciona en una pila (montículo de mineral) donde se le rosea
con una solución de ácido sulfúrico, en el proceso denominado de lixiviación,
obteniéndose en esta etapa la llamada
solución rica o preñada que consiste en agua, sulfato de cobre e impurezas. En
la siguiente etapa, denominada de purificación, se somete, la solución rica, a
la acción de solventes orgánicos, dejando en la solución ácido sulfúrico regenerado e impurezas, los que son
retornados a las pilas. El electrolito cargado pasa a las celdas de
electrodeposición, en donde el electrolito se descompone por acción de la
corriente eléctrica, depositándose el cobre en el cátodo de la celda, y
obteniéndose un cobre de alta pureza(99,99%). El electrolito estéril vuelve a
unirse al solvente cargado para tomar el
cobre y renovar el ciclo.
¿Qué usos tiene el
cobre y sus aleaciones?
En
la industria de las comunicaciones y manufacturera:
Por
su elevada conductividad eléctrica se utiliza mayormente en la fabricación de conductores eléctricos (cables
eléctricos), y en forma de óxido de cobre se
emplea como pigmento en la fabricación de pinturas.
En la agricultura e industria de la construcción:
Las
sales de cobre como el sulfato y oxicloruro de cobre se emplean como desinfectantes
y el óxido cuproso como base de ciertas pinturas.
Las Aleaciones de
cobre:
Los
latones, son aleaciones de cobre con zinc, se utilizan para cartuchos de municiones,
en la industria automotriz (en los radiadores), ferretería, accesorios para plomería, joyería de fantasía, intercambiadores
de calor, estuches par lápiz labial, polveras, etc.
Los
bronces son aleaciones de cobre con otros metales excepto el zinc, así tenemos:
Los
bronces al estaño, se utilizan en los
discos de embrague, resortes fuelles, etc.
Bronces
al silicio, se utilizan en recipientes a presión, construcción marina
conductos hidráulicos a presión, etc.
Los bronces al aluminio, se utilizan en engranajes, ejes motrices, piezas de
bombas, etc.
La
Plata alemana (5 a 30% níquel y 5 a 40% zinc), se utiliza en resortes y
contactos en equipos para teléfonos,
equipo quirúrgico y dental.
Maillechort
o metal para resistencias eléctricas con aleación de cobre-níquel.
Las exportaciones de cobre
crecieron 76.5% en el 2006, sumando US$6,034 millones, con lo cual este mineral
se convirtió en el principal producto de exportación del Perú, informó la
Sociedad Nacional de Minería, Petróleo y Energía (SNMPE).
Este desempeño se explicó por el
notable avance del precio del cobre en los mercados internacionales
y por el mayor volumen exportado.
El Perú se ubica como el tercer productor
mundial de cobre, al concentrar el 7% de la producción mundial,
detrás de Chile (35%) y Estados Unidos (8%). Perú produjo en el año
2006 un millón 48 mil toneladas métricas.
Anexos:
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