Procesos de Obtención y Propiedades de Metales Ligeros: Aluminio, Titanio y Magnesio

Metales No Ferrosos Ligeros

Aluminio

El aluminio es el metal más abundante de la naturaleza, siendo componente de la arcilla, esquistos, feldespatos, pizarras y rocas graníticas, llegando a constituir el 8% de la superficie terrestre. Se obtiene del mineral llamado bauxita, que está compuesto por alúmina y presenta un color rojo.

Características del Aluminio

• Es ligero e inoxidable al aire porque posee una película de óxido de aluminio que lo protege.
• Es buen conductor de electricidad y de calor.
• Es muy maleable.

Obtención: Método Bayer

Este método consta de dos fases principales: la obtención de alúmina y la obtención de aluminio.

Fase 1: Obtención de Alúmina

1. Se transporta la bauxita al lugar de transformación.
2. Se tritura y muele hasta que queda pulverizado.
3. Se almacena en silos hasta su consumo.
4. En un mezclador se introduce bauxita en polvo, sosa cáustica, cal y agua caliente, y se disuelve.
5. En el decantador se separan los residuos.
6. En el intercambiador de calor se enfría la disolución y se añade agua.
7. La alúmina se precipita en el fondo de la cuba de precipitación.
8. Un filtro permite separar la alúmina de la sosa.
9. La alúmina se calienta a unos 1200 °C en un horno para eliminar por completo la humedad.
10. En el refrigerador se enfría la alúmina hasta temperatura ambiente.

Fase 2: Obtención de Aluminio

11. Para obtener aluminio a partir de alúmina, esta se disuelve en criolita fundida a una temperatura de 1000 °C y se somete a un proceso de electrólisis que descompone el material en aluminio y oxígeno.

Titanio

Los minerales de los que proviene el titanio son el rutilo y la ilmenita.

Características del Titanio

• Es un material plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable.
• Sus propiedades mecánicas son análogas e incluso superiores a las del acero.
• Tiene la ventaja de que sus propiedades se conservan hasta los 400 °C.

Obtención: Método de Kroll

1. Cloración: Se calienta el mineral al rojo vivo, luego se añade carbón y se hace circular cloro por la masa, consiguiendo tetracloruro de titanio.
2. Transformación: Se introduce en un horno a 800 °C, luego se añade un gas inerte y magnesio, formando titanio esponjoso.
3. Obtención Final: El titanio esponjoso se introduce en un horno eléctrico y se le añaden fundentes hasta conseguir el titanio puro.

Aplicaciones del Titanio

• Elementos de aeronáutica.
• Se alea con cromo, vanadio y molibdeno para fabricar herramientas de corte.
• En forma de óxido se utiliza para pinturas.
• También se usa en algunas medicinas (aunque su uso es casi nulo) y en el recubrimiento de edificios.

Metales Ultraligeros

Magnesio

El magnesio proviene de los minerales llamados carnalita, dolomita y magnesita.

Características del Magnesio

• En estado líquido y en polvo es inflamable.
• Es maleable y poco dúctil.
• Es más resistente que el aluminio.
• Se emplea en la aeronáutica.

Obtención del Magnesio

1. Por Electrólisis: El magnesio sube a la superficie, ya que tiene menos densidad que la mezcla de sales fundidas. El horno debe ser metálico y actúa como cátodo.
2. Por Reducción: Consiste en introducir el mineral en un horno eléctrico al que se ha añadido fundente para provocar la eliminación de oxígeno.