OBT. Aluminio

7/24/2019 OBT. Aluminio

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UNIVERSIDADNACIONAL DE PIURAOBTENCIN DE ALUMINIO

PROCESOS UNITARIOS I

FACULTAD: INGENIERA DE MINAS.

ESCUELA: INGENIERA QUMICA.

DOCENTE: ING. SEGUNDO J. CABALLERO

CARDENAS

IDENTIFICACIN GRUPO:

Gmez Cla!"# L$!% E&'!($e.

INGENIERA DE MINAS

INGENIERA QUMICA


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OBTENCIN DE ALUMINIO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

OBTENCIN DE ALUMINIO.

I. INTRODUCCION:

El aluminio es el metal ms abundante en el mundo,

constituye el 8% de la porcin slido de la corteza terrestre

.Todos los pases poseen grandes existencias de minerales

que contienen aluminio, pero los procesos para obtener

aluminio metlico a partir de la mayor parte de estos

compuestos no son econmicos todava

II. PROPIEDADES FISICAS + QUIMICAS

PROPIEDADES FISICAS PROPIEDADES QUIMICASolor ! blanco plateado "#mero atmico! $&to de 'usin ! (() * ,

+.-*

Estado de /xidacin!

&to de ebullicin! 01((.8*,

0-1)*

Electronegatividad! $.

2ensidad! 0.-)0gr3cm 4adio atmico!$.1

5rmstrong6asa atmica!0(.+8gr3mol

III. METODOS DE OBTENCION DEL ALUMINIO

E7 aluminio metlico 'ue obtenido en 'orma pura, por

primera vez, en $80, por /ersted, quin calent el

cloruro de aluminio de una amalgama de potasio y

mercurio. Entre $80- y $81, 9riedric: ; ? 5l > 7

PROCESOS UNITARIOS IINGENIERA QUMICA


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En $81, @enri Aainte B 2eville produ=o aluminio a partir

de cloruro de sodioBaluminio, calentndolo con sodio

metlico.

III.,. METODOS DE OBTENCION ACTUAL

5ctualmente para la obtencin del al$m!&!#se usan menasque contienen 5l0/ .Entre estas estn las!

$. Ba$-!a%: 7as bauxitas contienen el equivalente a )B-% de 5l0/ en 'orma de :idrxido de aluminio 5lC/@D

$-B% de 9e0/ B$% de Ai/0 0B1% de Ti/0 :asta

% de a/ y $)B$8% de @0/0. Ne/el!&a%:7as ne'elinas se producen en 'orma de colas,

despus del beneFcio de rocas de apatitas y contienen

cerca de )% de 5l0/ 0)% de "a0/>0/ 1)B1% de Ai/0

0B1% de a/ y 0B1% de 9e0/.. Al$&!a%: 7as alunitas contienen 0)B0$% 5l0/ 1.B% de

"a0/>0/ 00B0% de A/ 1$B10% de Ai/0 1B% de

9e0/y (B-% de @0/.

1. Ca#l!&e%7as menas principales para la produccin de aluminio son las

bauxitas y las ne'elinas. 5l usarse las ne'elinas para la

produccin de aluminio se obtienen valiosos productos

derivados la potasa y la soda ca#stica.

El proceso tecnolgico para la elaboracin del aluminio se

divide, en lo 'undamental, en dos etapas!

$. 7a obtencin de la al#mina C5l0/D a partir de la mena.0. 7a obtencin del aluminio a partir de la al#mina.III.0. O1e&2!& )e la al3m!&a.

&ara obtener la al#mina desde la mena CbauxitaD se usan

di'erentes procedimientos, dos de los cuales son!



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$. Tratamiento con soda ca#stica.0.Tratamiento con carbonatos.

III.4. T'aam!e 2#& %#)a 2a3%!2a.

Este mtodo es ms conveniente cuando la cantidad de slice

CAi/0D es menor del % en la mena.

Aeg#n este procedimiento, la bauxita se muele y se carga a

unas autoclaves para su lixiviacin. 5 los autoclaves deagrega una disolucin de soda ca#stica y se da vapor :asta

una presin de traba=o de $0 atm y una temperatura de $()B

$-)*.

7a al#mina, que se encuentra en la bauxita en 'orma de

:idrxido de aluminio, reacciona con la soda y pasa a la

disolucin en 'orma de aluminato sdico C"a0/.5l 0/D.

7os xidos de :ierro presentes, no reaccionan y pasan a loslodos.

7a slice reacciona con la soda y pasa a la disolucin en 'orma

de silicato sdico C"a0/.Ai/0D.

El silicato sdico, act#a con el aluminato sdico en la disolucin

y 'orma el aluminoBsilicato sdico insoluble

C"a0/.Ai/0.0Ai/0.0@0/D

omo resultado de esta reaccin, la disolucin se limpia de

slice pero cierta cantidad de aluminio pasa a los precipitados.

9inalmente se :a obtenido el aluminato sdico C"a0/.5l0/D

como una masa pastosa en la autoclave. 2el autoclave se

enva a un aparato de evaporacin especial, donde la masa se



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en'ra y se :idroliza el aluminato sdico para obtener el

:idrxido de aluminio C5l C/@DD 2'!%al! precipitado. Esteproceso se inocula con cristales de :idrxido de aluminio para

servir de centros de cristalizacin.

9inalmente se :ace la calcinacin a $0))odel :idrxidoobtenido en :ornos rotatorios para convertirlo en al#mina

C5l0/D.

El rendimiento de al#mina a partir de la mena, por este

procedimiento es cerca del 8%.

III.5. T'aam!e 2#& 2a'1#&a#%.

7as menas se trituran y se mezclan con carbonato de sodio ycarbonato de calcio y se sinteriza a $$))*, como resultado

se obtiene el aluminato sdico slido C"a0/.5l0/D, as como

el silicato clcico Ca/.Ai/0D y la 'errita sdica C9e0/."a0/D.

2espus de la sinterizacin la masa se muele y se somete a la

lixiviacin, durante la cual pasan a la disolucin el aluminato

sdico C"a0/.5l0/D y la 'errita sdica C0Fe0O4.Na0OD, elsilicato clcico CCaO.S!O0D precipita, as como algunas otrasimpurezas. on el tiempo posterior la 'errita sdica en

disolucin se 6!)'#l!zay 'orma :idrxido de :ierro insolubleC9eC/@DD que precipita, y sosa custica C"a/@D que pasa a la

disolucin.

7uego el aluminato de sodio se somete a la carbonatacin con

/0para 'ormar :idrxido de aluminio C5l C/@DD insoluble que

precipita y carbonato de sodio C"a/D que pasa a la

disolucin.

9inalmente se :ace la calcinacin del :idrxido de aluminio

para obtener al#mina C5l0/D pura, igual que en caso anterior.

III.7. O1e&2!& )el al$m!&!#.



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El xido des:idratado del aluminio tiene una temperatura de

'usin de 0)) * y de ebullicin de 0+8) * sin

descomposicin, resulta una sustancia muy estable. 7a

reduccin del xido a aluminio resulta imposible con carbono

o con monxido de carbono ya que este proceso lleva a la'ormacin de carburos C5l1D. Tampoco se logra obtener

aluminio por disolucin acuosa de sales, ya que en el ctodo

se desprende solo :idrgeno.

&or eso, el aluminio se obtiene por electrlisis, a partir de la

al#mina disuelta en criolita C"a5l9(D 'undida, la que a su vez

se produce usando Guorita Ca90D, el :idrxido de aluminio, el

carbonato sdico y el cido sul'#rico.

Ae acepta que el proceso electroltico transcurre como sigue!

Ha=o la accin de la corriente la criolita 'undida se disocia en

iones.

7a al#mina disuelta tambin se disocia en iones.

2e manera que son transportados al ctodo los iones "a>y

5l>, como el ion de aluminio tiene un potencial negativo

menor que el sdico, se descarga all solo el aluminio,

convirtindose en aluminio metlico que precipita en el 'ondo

del baIo caliente en 'orma lquida.

7os iones de sodio reaccionan con el anin 5l/B para 'ormar

aluminato sdico.

7os iones negativos o aniones se dirigen al nodo, se 'orma

all al#mina y se desprende oxgeno.

El oxgeno desprendido reacciona con el carbn para 'ormar

/ y /0que se desprenden del baIo como gases.



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El aluminio lquido se extrae de tiempo en tiempo desde el

'ondo por si'n.

&or este mtodo, para obtener una tonelada de aluminio se

usan 0 toneladas de al#mina, $)) Jg de criolita, :asta ()) Jgde los electrodos de carbn y de $(,)) a $8,)) K: de

energa elctrica.

III.8. A9&a2!& )el al$m!&!#.

El aluminio obtenido de las cubas de electrlisis de la al#mina

contiene cierta cantidad de impurezas, al#mina, criolita y

gases, por lo que para obtener aluminio de alta pureza C++.8B

++.+%D se someten a un proceso de aFnacin.

@ay dos vas principales de aFnar el aluminio!

$. La 2l#'a2!&:&or este mtodo se insuGa cloro a la masade aluminio 'undido a temperatura de entre -)B--)*,

durante unos $)B$ minutos. 2urante la insuGacin las

impurezas reaccionan con el cloro y se separan del

aluminio, aunque una parte C$%D del aluminio reaccionatambin y se separa, produciendo prdidas del material.

0. La a9&a2!& ele2'#l!2a:&ara aFnar el aluminio porel mtodo electroltico, las barras de aluminio impuro se

colocan como nodos en un baIo de sales de cloro y

G#or y este se descarga a pureza muy elevada en

ctodos :ec:os de aluminio puro.

III.;. REACCIONES QUIMICAS

O1e&2!& )e la al3m!&a:

9ormacin de aluminato sdico!



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05lC/@D> 0"a/@ ??L "a0/.5l0/> 1@0/

4eaccin de slice son sosa ca#stica!

Ai/0> 0"aC/@D ??L "a0/.Ai/0> @0/

9ormacin del aluminioBsdico insoluble!

"a0/.5l0/> 0"a0/.Ai/0> 1@0/ ??L "a0/.Ai/0.0Ai/0.0@0/ >

1"a/@

@idrolizacin del aluminato sdico!

"a0/.5l0/ > 1@0/ M??L "a/@ > 05lC/@D

alcinacin de @idrxido de sdio a $0)) *!

05lC/@D??L 5l0/> @0/

T'aam!e 2#& 2a'1#&a#%.

6ezcla de menas con carbonato de sodio y carbonato de

calcio sinterizado a $$))*. /bteniendo el aluminato

sdico.

5l 0/ > "a0/ ??L "a0/.5l0/ > /0

5s como tambin silicato de calcio y la 'errita sdica!

0a/> Ai/0??L a/.Ai/0> 0/0

09e0/> "a0/??L 09e0/."a0/ > /0

@idrolizacin de la 'errita sdica!



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9e0/."a0/ > 1@0/ ??L 09eC/@D> 0"a/@

arbonatacin del aluminato sdico !

"a0/.5l0/> /0> @0/ ??L 05lC/@D>"a/

/btencin de la al#mina!

05lC/@D??L5l0/>@0/

O1e&2!& )el al$m!&!#

riolita 'undida disociada en iones!

"a5l9(??L "a>> 5l9(B

5l#mina disuelta disociada en iones!

5l0/??L 5l>> 5l/B

9ormacin del aluminato sdico!

"a>> 5l/B??L "a5l/ 9ormacin de al#mina

05l/B B (e??L 5l0/> 30/0



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III.


11/14



III.=. DIAGRAMA DE EQUIPOS.

O1e&2!& )e la al3m!&a



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Ele2'l!%!% )e la al3m!&a

El baIo electroltico se compone de una ca=a de acero

recubierta interiormente con ladrillos termo aislantes, el 'ondo

de la ca=a est recubierto de bloques de carbn conductor y



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que sirven como uno de los electrodos CctodoD. &or encima

de la cuba se colocan otros electrodos de carbn y se

conectan a la corriente directa de a $) N. on ello se

produce la circulacin de una corriente muy elevada, que

adems de producir la electrlisis, calienta la solucin deal#mina en la criolita 'undida :asta +)B$)))*,

mantenindola lquida.

IV. USO DEL PRODUCTO

7neas elctricas de alta tensin.

En polvo, para reducir xidos de otros metalesCaluminotermiaD.

:apas y lminas de :asta ),1m de espesor Cpapel de

aluminio.

Otensilios y bateras de cocina

arpintera metlica para interiores e intemperie.

&inturas reGectantes para depsitos de lquidosinGamables.

2epsitos y latas de bebida.

Pndustria aeronutica deportiva, automovilstica y

'erroviaria.

2ebido a sus ba=as propiedades mecnicas, se alea con otros

elementos! Aus aleaciones con u C)$'al$m!&!#%D se emplean para

'abricar piezas de altas prestaciones mecnicas y ba=a

densidad! piezas para aviones, llantas de ve:culosQ



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Aus aleaciones con 6g Calea2!#&e% $l'al!>e'a%D sonmuy ligeras y resistentes mecnicamente y a la

corrosin! se emplean en estructuras de barcos, aviones,

bicisQ

Aus aleaciones con silicio Calea2!& !&?e2a1leD sonmuy Guidas! se 'abrican por moldeo piezas de geometra

complicada! crteres de ve:culos, radiadores, pistones,

culatas, llantasQ

7a aleacin con nquel y cobalto CAl&!2#D se usa para'abricar imanes permanentes.

V. BIBLIOGRAFA.

6anual de &rocesos qumicos en la Pndustria CReorge T.

5ustinD Sumica inorgnica descriptiva, Aegunda edicin Cgeo

4ayner an:amD UAector de la industria del aluminio y sus manu'acturasV.

:ttp!33KKK.argentinatradenet.gov.ar3sitio3estrategias35lu

minio :ttp!33slideplayer.es3slide31--83W.N;aR;yAP(;c.goo

gleXplusoneXs:are:ttp!33slideplayer.es3slide31--83W.N

;aR;yAP(;c.googleXplusoneXs:are :ttp!33marinponsasociados.com3&29P"2OAT4P53EYT45P

/"57O6P"5.pd':ttp!33marinponsasociados.com3&29P"2O

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