martes, 10 de marzo de 2009

Generalidades



El cobre se encuentra en la naturaleza generalmente formando minerales. Los minerales de cobre explotados actualmente son:

_ Minerales de cobre nativo: Contienen cobre puro.

_ Minerales sulfurados: Son los más,difundidos, entre los más importantes se encuentran la pirita cuprosa o calcopirita y la calcocina.

_ Minerales oxidados: Los más importantes son: la cuprita ( óxido rojo), la melaconita ( óxido negro) y la malaquita ( carbonato verde ).

Características

  • Sólo se oxida en su superficie, que adquiere un color verde.
  • Su densidad es de 8,8 kg/decímetro cúbico
  • Su resistencia a la tracción varía, desde 20 a 45 kg/milímetro cuadrado.
  • Es muy maleable, se pueden hacer láminas de hasta 0,02mm de espesor.
  • Es muy dúctil, pudiendo estirarse en finos hilos.
  • Tiene una conductividad térmica y eléctrica muy alta.


Evolución Histórica

-Historia del cobre
Este metal provino de las profundidades de la Tierra hace millones de años, impulsado por los procesos geológicos que esculpieron nuestro planeta.
Imágenes
Barras de cobre
El cobre es un elemento metálico de color rojo pardo, brillante, maleable y dúctil; más pesado que el níquel y más duro que el oro y la plata; símbolo químico, Cu; punto de fusión 1.083º C; densidad 8,94; muy buen conductor de la electricidad y el calor; presenta un alto grado de acritud (se vuelve quebradizo si es sometido a martilleo) y posee gran resistencia a la corrosión atmosférica.
Provino de las profundidades de la Tierra hace millones de años, impulsado por los procesos geológicos que esculpieron nuestro planeta. Al llegar cerca de la superficie dio origen a diversos tipos de yacimientos. En su manifestación más evidente aparece en vetas con muy alto contenido de cobre, e incluso como cobre nativo o natural, una peculiaridad que permitió su descubrimiento por parte de sociedades primitivas cuando apenas se iniciaban en el conocimiento de los metales. Estos yacimientos son conocidos como 'vetiformes'. Pero estos depósitos de cobre en estado natural o de muy alta pureza abastecieron a la humanidad durante largo tiempo, y después de miles de años se agotaron.
El cobre nativo, primer metal usado por el hombre, era conocido por algunas de las más antiguas civilizaciones de las que se tiene noticia y ha sido utilizado desde al menos hace 10.000 años - en lo que actualmente es el norte de Iraq se encontró un colgante datado hacia 8.700 a.C.- aunque el descubrimiento accidental del metal bien pudo producirse varios milenios antes. Hacia el 5.000 a.C ya se realizaba la fusión y refinamiento del cobre a partir de óxidos como malaquita y azurita. Se han recuperado monedas, armas y utensilios domésticos sumerios de cobre y bronce de 3.000 a.C., así como egipcios de la misma época, incluso tuberías de cobre.
Los egipcios también descubrieron que la adición de pequeñas cantidades de estaño facilitaba la fusión del metal y perfeccionaron los métodos de obtención del bronce; al observar además la perdurabilidad del material representaron el cobre con el Ankh, símbolo de la vida eterna.
En la antigua China se conoce el uso del cobre desde al menos 2.000 años antes de nuestra era y hacia 1.200 a.C ya se fabricaban bronces de excelente calidad poniendo de manifiesto un dominio de la metalurgia del cobre sin parangón en occidente. En Europa el hombre de hielo encontrado en el Tirol italiano en 1991 cuyos restos tenían una antigüedad de 5.300 años estaba acompañado de un hacha de cobre de una pureza del 99,7% y los elevados índices de arsénico encontrados en su cabello lleva a suponer que fundió el metal para fabricar la herramienta.
Los fenicios importaron el cobre a Grecia, quienes no tardaron en explotar las minas de su territorio. Aunque por mucho tiempo fue Chipre el país del cobre por excelencia, hasta el punto de que los romanos llamaron al metal aes cyprium o simplemente cyprium y cuprum de donde proviene su nombre. Pero no sólo el nombre tomó de aquella isla, ya que por la misma razón el cobre se representó con el mismo signo que Venus (la Afrodita griega) pues Chipre estaba consagrada a la diosa de la belleza y los espejos se fabricaban de este metal. El símbolo, espejo de Venus, modificación del Ankh egipcio, fue posteriormente adoptado por Carl Linné para simbolizar el género femenino.
El uso del bronce predominó de tal manera durante un periodo de la historia de la humanidad que terminó denominándose "Era del Bronce" a la que media entre el predominio de la piedra y el auge del hierro; la transición entre el periodo neolítico (final de la Edad de Piedra) y la edad del bronce se denomina periodo calcolítico (del griego Chalcos), límite que marca el paso de la Protohistoria a la Historia.
En la actualidad la mayor parte del cobre disponible aparece disperso en grandes áreas, mezclado con material mineralizado y con roca estéril. Estos son los yacimientos porfíricos, que sólo pudieron ser explotados cuando se desarrollaron las habilidades metalúrgicas necesarias para separar y recuperar el metal. Hay una gran cantidad de compuestos que contienen Cobre, que se clasifican en dos grupos: los minerales sulfurados y los minerales oxidados. El porcentaje de Cobre presente en estos minerales es conocido por los especialistas como 'ley de Cobre', y su valor es variable. En algunos yacimientos esa ley es de 1 a 1,8 por ciento, y con frecuencia resulta menor, así que la mayor parte del material explotado en las minas es desechado.

Procesos industriales del cobre

Minería del cobre

Mina de cobre Chuquicamata, Chile.
El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados (20%), los primeros se tratan por un proceso denominado pirometalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia. Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (CuS2) y covellina (CuS) y finalmente las secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.
La tecnología de obtención del cobre está muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la
ley de los minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente concentraciones muy bajas del metal. Ésta es la causa de que muchas de las distintas fases de producción tengan por objeto la eliminación de impurezas.

Tipos de Cobre

El Cobre en la mayor parte de las aplicaciones se emplea aleado.
Las aleaciones más empleadas son las siguientes:
_BRONCES:
Son aleaciones de cobre y estaño, entran otros elementos de aleación en la composición se los denomina Bronces Especiales.
1-Bronces Ordinarios: Contienen de 5 a 30% de Estaño.
2-Bronces Especiales: Contienen cobre y estaño, igual que los bronces ordinarios, pero ademas, se han añadido otros elementos que le confieren propiedades determinadas.
_LATONES:
Son aleaciones de cobre y cinc.
_CUPROALUMINIO:
Son aleaciones de cobre y aluminio.
_ALPACAS:
Están compuestas por cobre, níquel, cinc y estaño.
_CUPRONIQUEL:
Son aleaciones de cobre y níquel.