Obtención del Cobre: Métodos Pirometalúrgicos e Hidrometalúrgicos, Propiedades, Latones y Tratamientos Térmicos

Obtención del cobre

El cobre se obtiene de minerales que lo contienen en forma de sulfuros, óxidos y carbonatos. Existen dos formas de obtención:

Vía seca (pirometalurgia)

1. Concentración del mineral por flotación, eliminando parte de la ganga y consiguiendo un 10% de cobre aproximadamente.
2. Eliminación parcial del hierro mediante tostación incompleta, que elimina parte del azufre en forma de SO₂ y deja un producto intermedio llamado mata.
3. Oxidación de la mata, eliminando el hierro restante por tostación y obteniendo cobre bruto.
4. Afino del cobre en horno por oxidación del cobre y, después, reducción y afino por electrólisis hasta conseguir un 99,99 % de pureza.

Vía húmeda (hidrometalurgia)

1. Disolución de los minerales oxidados con ácido sulfúrico hasta obtener sulfato de cobre.
2. Precipitación de la solución obtenida, pobre en cobre, por medio del hierro, formándose sulfato de hierro y precipitando el cobre. Se obtiene así un producto muy impuro (80 %).
3. Para obtenerlo más puro, se procede por electrólisis utilizando un ánodo de plomo o grafito.

Propiedades

Mecánicas

Es dúctil y maleable. Presenta gran acritud cuando se deforma en frío, duplicando su resistencia mecánica y dureza, y reduciendo su alargamiento.

Químicas

El agua no lo ataca a ninguna temperatura.

Tratamientos

Mecánicos

Forjado, laminado o trefilado. Producen gran acritud, aumentando su resistencia mecánica y dureza, y disminuyendo el alargamiento.

Recocido de estabilización

Elimina tensiones residuales producidas en el mecanizado, la deformación en frío o el moldeo de piezas complicadas.

Recocido contra la acritud

Ablanda el cobre con acritud que ha sido endurecido por trabajos en frío.

Aplicaciones

1. Conductividad eléctrica: fabricación de conductores.
2. Conductividad calorífica: serpentines de refrigeración, tuberías de calderas, etc.
3. Resistencia a la corrosión: recipientes y tuberías de la industria química. También en el cableado electrolítico y aleaciones con otros metales.

Latones

Son aleaciones de cobre con un 50 % de cinc (cuanto más cinc, mayores propiedades para mecanizar, pero pierde alargamiento).

Propiedades

Con menos del 40 % de cinc tienen las mejores propiedades. El cinc es más barato y aumenta la fusibilidad, la facilidad de moldeo y la resistencia mecánica. El color varía con el porcentaje de cobre, desde gris oscuro a rojo amarillento; también varían el peso específico, la dilatación térmica y la conductividad calorífica.

Son resistentes al cobre frente a la acción de agentes atmosféricos, resisten el agua, el polvo de vapor recalentado y la acción del agua de mar, pero no el ácido sulfúrico ni el clorhídrico.

Las propiedades mecánicas varían según el porcentaje de aleación y el estado mecánico en que se encuentren. A mayor porcentaje de cinc: mayor carga de rotura, dureza, menor límite elástico, alargamiento y resiliencia.

Tratamientos de los latones

Recocido

• Estabilización: elimina tensiones.
• Contra la acritud: ablanda el material deformado en frío.
• Homogeneización: unifica la estructura y la composición.

Temples

• Precipitación: latones con 25 %-35 % de cinc (amarillos). El cambio de solubilidad del cinc en el cobre hace precipitar un compuesto químico.
• Maduración artificial: se calientan los latones templados para provocar la precipitación.
• Martensítico: los latones de fase β se enfrían bruscamente y se transforman en una fase martensítica, lo que endurece el material. Puede revenirse para perder dureza y ganar tenacidad.