Fundición (metalurgia)
La fundición es el término general para obtener un metal a partir de su mineral natural. El oro es una excepción porque suele encontrarse como metal puro. Otros metales, como el hierro, el cobre, el zinc y la plata, deben obtenerse a partir de su mineral.
El proceso de fundición siempre implica el calentamiento del mineral, y también puede utilizar un agente reductor como el coque o el carbón vegetal. La mayoría de los minerales son óxidos, sulfuros o carbonatos. Este proceso elimina la parte no metálica, dejando el metal. Los minerales no son puros, por lo que se añade un fundente para eliminar las impurezas. La piedra caliza es el fundente habitual para este fin. Elimina las impurezas en forma de escoria.
Además, cada metal tiene sus propios métodos especiales. La producción de hierro a partir de su mineral se realiza en un alto horno. La producción de zinc o aluminio a partir de sus minerales requiere (además del calor) la electrólisis.
El hierro se funde a partir del mineral de hierro en grandes reactores llamados altos hornos. Un alto horno es una estructura vertical alta que se alimenta con coque, mineral de hierro y piedra caliza. Cuando se sopla aire caliente en el alto horno, el coque se quemará y reducirá el oxígeno del mineral, produciendo hierro desnudo y dióxido de carbono. La piedra caliza se encargará de eliminar cualquier resto de roca madre. El hierro se funde en la temperatura caliente y se extrae en fase líquida en el fondo. A continuación, se transforma en acero. La piedra caliza y la roca madre forman un compuesto llamado escoria. Puede utilizarse para fabricar ladrillos, hormigón o revestimiento de carreteras. Entre los métodos anteriores se encuentra el Bloomery.
El aluminio se funde en hornos eléctricos llamados de arco. El mineral de aluminio se vierte en el fondo del horno y se conduce corriente eléctrica a través del mineral. La temperatura aumenta tanto que el oxígeno se separa, dejando el aluminio metálico.
El cobre se vierte sobre una llama desnuda que quema el azufre y otras impurezas, dejando el cobre en bruto. La electrólisis utiliza la corriente eléctrica para separar el cobre en grandes piscinas, que contienen una solución de agua llamada electrolito. Se introduce una corriente eléctrica en la piscina y todo el cobre se acumula en el electrodo llamado cátodo.
La metalurgia, y especialmente la fundición, es una de las claves de las primeras civilizaciones. Los primeros indicios de fundición de cobre datan de entre el 5500 y el 5000 a.C. Los yacimientos se encuentran en Pločnik y Belovode (Serbia).
Chimenea de fundición de cobre - geograph.org.uk - 827814
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la fundición?
R: La fundición es el proceso de extracción de un metal a partir de su mineral natural.
P: ¿Qué metales requieren fundición?
R: Los metales como el hierro, el cobre, el zinc y la plata necesitan ser extraídos de su mena mediante la fundición.
P: ¿Qué se utiliza en el proceso de fundición?
R: El proceso de fundición suele implicar el calentamiento del mineral y también puede utilizar un agente reductor como el coque o el carbón vegetal. Se añade un fundente como la piedra caliza para arrastrar las impurezas.
P: ¿Cómo se produce el hierro a partir de su mena?
R: El hierro se produce a partir de su mineral utilizando un alto horno que consiste en alimentarlo con coque, mineral de hierro y piedra caliza. A continuación, se insufla aire caliente en el horno para que el coque arda y reduzca el oxígeno del mineral produciendo hierro desnudo y dióxido de carbono, mientras que la piedra caliza aglutina cualquier resto de roca madre. El hierro se funde en caliente en el fondo del horno y puede entonces trabajarse para convertirlo en acero.
P: ¿Cómo se extrae el aluminio de su mineral?
R: El aluminio se extrae de su mineral utilizando hornos eléctricos llamados hornos de arco eléctrico en los que el mineral de aluminio se vierte en el fondo del horno y la corriente eléctrica lo atraviesa dando lugar a altas temperaturas que separan el oxígeno dejando tras de sí aluminio metálico.
P: ¿Cómo se extrae el cobre de sus menas?
R: El cobre se extrae de sus minerales vertiéndolo sobre una llama desnuda que quema el azufre y otras impurezas dejando tras de sí cobre en bruto o por electrólisis que utiliza una corriente eléctrica para separar el cobre en grandes piscinas que contienen una solución de agua llamada electrolito con todo el cobre reunido en un electrodo llamado cátodo.
P: ¿Cuándo comenzó la metalurgia?
R: La metalurgia comenzó alrededor del 5500 a.C.-5000 a.C. cuando se encontraron pruebas de fundición de cobre en yacimientos de Pločnik y Belovode, Serbia
