Obtencion Aluminio Electro

Obtencion del aluminio Electroquímica Industrial

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FFA ACCU ULLTTA AD DD DEE IIN NG GEEN NIIEER R IIA AQ QU UIIM MIICCA A

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA

OBTENCIÓN DEL ALUMINIO “Al”

CÁTEDRA CATEDRÁTICO

:

INTEGRANTES

:

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

SEMESTRE

2012

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DEDICATORIA

A quienes confían confían en nosotros, día a día celebran nuestro despertar, Contemplan nuestras caídas y avanzan con nosotros, y aunque no damos todo por ellos,

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DEDICATORIA

A quienes confían confían en nosotros, día a día celebran nuestro despertar, Contemplan nuestras caídas y avanzan con nosotros, y aunque no damos todo por ellos,

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ÍNDICE Introducción Objetivos Marco teórico I.- MARCO TEORICO 1. Historia del aluminio ……………………………………………………………………. ..07 1.1. Aluminio …………………………………..………………………………………….. .09 1.2. Bauxita…………………………………………………………………………….…… 10 II.-INDUSTRIA DEL ALUMINIO 2.1. Sistema de produccion ………………………………………………..…… ...………..11 ………………………………………………………………….……… .11 2.2. Proceso bayer ………………………………………………………………….………

2.3. Proceso hall-héroult hall-héroult ……………………………………………………………………. .15 III.- CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE 3.1. Reciclado de latas ……………………………………………………………………..21 3.2. Transporte………………………………………………………………………………23 3.3.Procesodemanufactura…………………………………………………………………23 3.4. Residuos de bauxita…………………………………………………………………. ..23 III.APLICACIONES DEL ALUMINIO 3.1.-Productos laminados …………………………………………………………….…….24 3.1.1. Aleaciones 1050 y 1070……………………………………………………………..24 3.1.2. Otras aleaciones del Grupo Mil y Grupo Tresmil……………………………….….24 Tresmil……………………………….….24 3.1.3. Aleaciones del grupo Cincomil…………………………………………………….. ..24

IV.-PRODUCCIÓN ANUAL DEL ALUMINIO 4.1 El aluminio en el deporte…………………………………………………… ..….....….25

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4.2. El aluminio en el transporte terrestre ………………………………………………...26

4.3. Producción de aluminio primario en miles de toneladas métricas…………….…..28 4.4. Precio Del Aluminio…………………………………………………………………….29 4.5.Conclusion…………………………………………………………………………..……29 4.6. Bibliografia ………………………………………………………………………………30

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INTRODUCCIÓN El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la naturaleza, después del oxígeno (47%) y el silicio (28%), constituyendo un 7,3% de la corteza terrestre. No obstante, dada su alta reactividad química, nunca es encontrado como elemento libre, sino en forma oxidada más comúnmente en la forma de aluminatos y silicatos. Dentro de estos compuestos se encuentra como Al 2O3 combinado con agua y otros elementos comunes como hierro, silicio y titanio. Actualmente se sabe que el aluminio en su forma oxidada se encuentra en más de 250 minerales en mayores o menores porcentajes.Generalmente, los más importantes grupos minerales conteniendo aluminio son los silicatos de aluminio, incluyendo las calizas y óxidos hidratados, tales como las bauxitas. Los cloruros y otros haluros de aluminio han sido encontrados en la naturaleza en cantidades comerciales. Dado que la producción actual de aluminio metálico a escala industrial se basa en la reducción de un óxido mineral que contiene aluminio, cualquier depósito mineral útil debe ser tratable rápidamente para su beneficiación, así que un óxido puro de aluminio puede ser obtenido. No obstante, el beneficio físico de los óxidos no ha sido muy útil. En consecuencia, ha sido siempre necesario el uso de los procesos químicos para obtener un óxido puro de aluminio (Alúmina: Al 2O3) y eliminar otros elementos asociados con él en los depósitos minerales. Esto por tanto restringe el rango práctico de los minerales de aluminio, constituye la fuente mineralógica disponible más económica para el beneficio químico para producir alúmina, esto desde el punto de vista del mayor contenido de Al 2O3, así como por la menor cantidad de mineral procesado para obtener la misma cantidad de aluminio. Cualquier beneficio químico debe ser basado en la remoción selectiva, ya sea del óxido de aluminio o bien de los otros elementos. No obstante, frecuentemente los otros óxidos son químicamente similares y este problema es acompañado por el comportamiento anfotérico del aluminio, lo cual hace extremadamente difícil la remoción selectiva de impurezas (ganga). Consecuentemente, los procesos de beneficio usualmente son el proceso bayer y el

proceso hall-héroult, la cual constituye la tecnologías para el proceso de obtención. Los Alumnos

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL



Comprender los conceptos y principios básicos de la obtención del aluminio.

OBJETIVOS ESPECIFICOS



Comprender el procedimiento de obtención de aluminio.



Analizar el proceso de obtención de aluminio por electrólisis.



identificar los procesos de obtención de aluminio.



Comprender el reciclaje del aluminio.

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I.

MARCO TEORICO

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1.1. ALUMINIO El aluminio puro es un metal suave, blanco y de peso ligero. Al ser mezclado con otros materiales como: silicón, cromo, tungsteno, manganeso, níquel, zinc, cobre, magnesio, titanio, circonio, hierro, litio, estaño y boro, se producen una serie de aleaciones con propiedades específicas que se pueden aplicar para propósitos diferentes. El aluminio puede ser fuerte, ligero, dúctil y maleable. Es un excelente conductor del calor y de la electricidad; el valor de su densidad es de 2.7 y las temperaturas de fusión y ebullición son de 660º C y 2.467º C, respectivamente. No se altera en contacto con el aire ni se descompone en presencia de agua, debido a que su superficie queda recubierta por una fina capa de óxido que lo protege del medio. Sin embargo, su reactividad con otros elementos es elevada: al entrar en contacto con oxígeno produce una reacción de combustión que origina una gran cantidad de calor, y al combinarse con halógenos y azufre da lugar a la formación de haluros y sulfuros. Pero una de las mayores ventajas del aluminio es que puede ser reciclado una y otra vez sin perder su calidad ni sus propiedades.

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Constantes Físicas y Químicas del Aluminio: » Peso atómico

26.9

» Punto de fusión

660ºC

» Punto de ebullición

2.467ºC

» Gravedad específica

2.7 g/ml

» Estructura cristalina

red cúbica centrada en las caras

» Radio atómico

1.43 Å

» Valencia

3

» Configuración electrónica 1s²2s² 2p^63s²3p^1

1.2. Bauxita Existen numeroso depósitos de bauxita principalmente en la zona tropical y subtropical del mundo y también en Europa. Forman estratos o bolsas que se encuentran generalmente a 12 metros o más abajo del suelo o de una cubierta de vegetación. La clase de bauxita comercial debe de contener al menos 40% de óxido de aluminio. La bauxita es generalmente extraída por una mina de tiro abierto. La cubierta se quita, se remueve la bauxita y se transporta a la refinería. Una vez que la extracción haya sido terminada, la capa del suelo y la vegetación se reemplazan. En Brasil y Australia, por ejemplo, hay programas de plantación y conservación que ayudan a la vegetación a regenerarse por sí misma. Cuatro toneladas de bauxita son requeridas para producir unas dos toneladas de alúmina dependiendo de la clase de bauxita.

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II.-INDUSTRIA DEL ALUMINIO 2.1. SISTEMA DE PRODUCCION: Existen principalmente dos tipos de producción de aluminio: proceso bayer y proceso Hall-Héroult.

2.1.1. PROCESO DE BAYER El proceso Bayer es el principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita. Patentado por el austriaco Karl Bayer en 1889 y basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico, este proceso se fue imponiendo hasta convertirse, a partir de los años 1960, en la única fuente industrial de alúmina y por tanto de aluminio en el mundo.

a) Preparación de la bauxita El primer paso en la planta de alúmina es la reducción del tamaño de partícula de la bauxita, para incrementar la superficie de reacción y facilitar su manejo, se realiza a través de una trituración a partir de diferentes trituradores.

2 - Digestión Echamos sobre la bauxita hidróxido sódico, que estará a 180ºC y altas presiones para formar así una solución enriquecida en aluminato sódico, de acuerdo a las reacciones siguientes: Para el monohidrato(Proceso Bayer Europeo):

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(Al2O3 . H2O + impurezas) + 2NaOH → 2NaAlO 2 + 2H2O + lodos rojos Para el trihidrato( Proceso Bayer Americano): (Al2O3 . 3H2O + impurezas) + 2NaOH → 2NaAlO2 + 4H2O + lodos rojos De forma general: (Al2O3 . x . H2O) + 2NaOH → 2NaAlO 2 + (x+1) . H2O

3 - Dilución y separación de residuos. Al final de la digestión, la suspensión que abandona el último digestor conteniendo la solución de aluminato, arenas y lodos rojos (partículas finas), está a una temperatura por encima de su punto de ebullición a presión atmosférica, de manera que es pasada a través de un sistema de enfriamiento por expansión en el cual ocurre una despresurización en forma escalonada hasta la presión atmosférica y una disminución de la temperatura hasta aproximadamente 105100ºC.

3 ETAPAS: A) PRIMERA ETAPA: Desarenado . Donde la pulpa se somete a la separación de los lodos y

arenas que contiene. Las arenas separadas en la operación anterior son pasadas a través de clasificadores y posteriormente lavadas. En cuanto a los lodos son enviados a tanques almacenadores para la alimentación de los espesadores. Es en estos tanques, donde se adiciona el agente floculante que va a facilitar el proceso de sedimentación en los espesadores.

B) SEGUNDA ETAPA: Sedimentación, lavado y deshecho de lodos rojos . La sedimentación se

lleva a cabo en tanques espesadores, y el lodo rojo depositado en el fondo de éstos, es removido continuamente por un sistema de rastrilleo. Este lodo rojo saliente por la parte inferior de los espesadores, es lavado con el fin de 12


recuperar la solución caústica y el licor que contiene alúmina disuelta, produciéndose simultáneamente un lodo que ha de ser desechado, mientras que el agua de lavado es enviada al área disolución.

C) TERCERA ETAPA: Filtración de seguridad . Las partículas finas en suspensión deben ser

separadas, de lo contrario contaminarían el producto, y ello es logrado mediante una filtración de seguridad. El proceso se realiza por medio de filtros a presión. Una vez que la solución pase a través de esta filtración, es enviada a una sección de enfriamiento por expansión instantánea, donde se le confiere al licor la temperatura requerida para la precipitación 50 ó 70ºC, según el tipo de proceso Bayer Europeo o Americano respectivamente

4. – Precipitación A pesar de bajar la temperatura del licor, es difícil que se produzca una precipitación espontánea. Se precisa de siembra de cristales de hidrato, generalmente fino y en cantidad controlada. La reacción de precipitación es la siguiente: Al(OH)4- + Na+ → Al(OH)3 + OH- + Na+

5. – Calcinación: El hidrato lavado se somete a secado y calcinación. El secado se consigue aprovechando los gases calientes del calcinador y, una vez seco el mismo, se pone en contacto a alta temperatura (900-1200ºC) en un horno. De esta forma se obtiene el producto final, la alúmina (Al 2O3). La reacción es la siguiente: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O La alúmina obtenida se utiliza principalmente para producir aluminio mediante electrólisis procesada en tinas electrolíticas llamadas celdas reductoras. Estas tinas funcionan con un baño de ciolita (fluoruro de aluminio sódico), el ánodo es un

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electrodo de carbón y el cátodo es la misma tina. En estas tinas se obtiene el aluminio metálico. El aluminio obtenido de las celdas reductoras es moldeado y procesado en hornos de concentración para la obtención de aluminio de alta calidad. El proceso de fundición es continuo; se hace pasar por corriente de baja tensión y alto amperaje a través del baño de criolita desde loa ánodos de carbón suspendidos en la masa fundida hacia un revestimiento de carbón situado en el fondo de la marmita, el cual sirve como cátodo.

Figura3: Proceso Bayer

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2.1.2. PROCESO HALL-HÉROULT

En este proceso la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba electrolítica revestida interiormente de carbón en un baño electrolítico con criolita (Na3 AlF6) fundida. La cuba actúa como cátodo, mientras que como anódos se suelen utilizar unos electrodos de carbón de Soldberg. La reacción química total es la siguiente (no esta del todo bien): Al2O3 + 3 C → 2 Al + 3 CO La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los electrodos de carbón, quemándose y produciendo el CO2. Los parámetros del proceso son los siguientes: 

Tensión: 5-6 V.



Densidad de corriente: 1,5-3 A/cm 2, lo que supone una corriente de 150 000 amperios.



Los electrodos han de estar siempre a la misma altura, por lo que hay que regularlos ya que se van descomponiendo durante la reacción.



Hay que controlar que la proporción de alumina sea constante durante el proceso, por lo que habrá que ir vertiendo más según avance el proceso. Este proceso fue descubierto independientemente en 1886 por el 15


estadounidense Charles Martin Hall y el francés Paul Héroult. Resulta curioso que ambos científicos naciesen y muriesen en las mismas fechas y que patentaran su descubrimiento con tan poca diferencia sin conocerse. Este proceso se usa en todo el mundo y es el único utilizado actualmente por la industria para producir aluminio. La base de todas las plantas fundidoras de aluminio primario es el proceso HallHéroult, inventado en 1886. La alúmina se disuelve mediante un baño electrolítico de criolita fundida (fluoruro alumínico sódico) en un recipiente de hierro revestido de carbón o grafito conocido como "crisol". Una corriente eléctrica se pasa por el electrolito a un bajo voltaje pero con una corriente muy alta generalmente 150,000 amps. La corriente eléctrica fluye entre el ánodo (positivo) de carbono hecho del coque de petróleo y brea, y un cátodo (negativo) formado por un recubrimiento de carbón grueso o grafito del crisol. El aluminio fundido es depositado en el fondo del crisol y se revuelve periódicamente, se lleva a un horno, de vez en cuando se mezcla a una aleación especificada, se limpia y generalmente se funde. Un fundidor de aluminio típico consiste de alrededor de 300 crisoles. Estos producirían como 125,000 toneladas de aluminio anualmente. Sin embargo, algunos de las fundidoras de la última generación producen entre 350mil y 400 mil toneladas. En promedio alrededor del mundo toma 15.7 kW/hr. Para producir un kilogramo de aluminio de la alúmina. Mejoramientos en los diseños y procesos han reducido progresivamente este aspecto de 21 kW/hr de los años cincuentas. El aluminio se forma a cerca de 900°C pero una vez que se ha formado tiene un punto de fusión de solo 660°C. En algunas fundidoras este ahorro de calor es utilizado para fundir metal reciclado que luego es mezclado con el metal nuevo. El metal reciclado requiere solo 5% de la energía necesaria para producir el metal nuevo. Mezclar metal reciclado con un nuevo metal permite ahorrar energía considerablemente así como el uso eficiente del calor procesado. No hay diferencia entre el metal primario y el metal reciclado en términos de calidad y propiedades.

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Fundir el aluminio requiere de intensa energía que es por lo que fundidoras mundiales están localizados en áreas dónde tienen acceso a un recurso de energía abundante (hidroeléctricas, gas natural, carbón y nuclear). Muchas localidades son remotas y la electricidad es generada específicamente para las plantas de aluminio. El proceso de fundición es continuo. Un horno no se para y se vuelve a poner en funcionamiento con facilidad. Si la producción es interrumpida por una falta de energía de más de 4 horas, el metal en los crisoles se solidificará, requiriendo un proceso de reconstrucción con un alto costo. La mayoría de los hornos produce aluminio del 99.7% de pureza que es aceptable para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, el aluminio muy puro de 99.99% es utilizado para aplicaciones especiales, generalmente aquellas dónde la alta ductilidad y conductividad es requerida. El margen de diferencia en pureza del aluminio da cambios significantes en las propiedades del metal. La etapa final es la reducción del aluminio con el proceso de Hall-Heroult. Se basa en el principio siguiente: cuando la solución del alúmina se electroliza en la criolita fundida (Na3AlF6), se produce el aluminio puro . El fondo de la célula de la reducción sirve como cátodo, y las barras del carbón sumergidas en criolita sirven como ánodos. El aluminio fundido se deposita bajo solución de la criolita con 3-5% del alúmina. Durante este proceso, las temperaturas alcanzan 950°C, considerablemente más arriba que el punto de fusión del metal sí mismo, que es 660°C.

III.-CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE: Mientras el progreso significativo que se ha hecho en mejorar la actuación del medio ambiente, la tecnología Söderburg está siendo remplazada gradualmente por tecnología precocida.

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Reciclaje •

El reciclado de un material es la única alternativa que existe para dañar lo menos posible el medio ambiente y no vernos rodeados de montones de chatarra y residuos.

•

Al final de la vida útil que contiene aluminio puede ser utilizado una y otra vez sin que se pierda su calidad, ahorrando energía y materiales en bruto.

•

Reciclando un kilogramo de aluminio se pueden ahorrar 8 kilogramos de bauxita, 4 kilogramos de productos químicos y 14 kW/hr de electricidad.

•

Cualquier cosa hecha de aluminio puede ser reciclada repetidamente: no solo latas, también hojas, láminas, moldes, marcos de ventanas, muebles de jardín,

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componentes de automóvil son derretidos y se usan para hacer los mismos productos de nuevo. •

La tasa de reciclaje para latas de aluminio está ya por encima del 70% en algunos países. La industria del aluminio ha iniciado varios proyectos para alentar al reciclaje en varios países.

•

El material de desecho en todas sus fases es meticulosamente recolectado y clasificado por tipos de aleación por todas las compañías de aluminio. A diferencia de otros metales, el aluminio de desecho tiene un valor significativo y buenos índices de precios en el mercado.

•

Durante el año 2002 se produjeron en España 243.000 toneladas de aluminio reciclado y en el conjunto de Europa occidental esta cifra ascendió a 3,6 millones de toneladas.

•

Las compañías de aluminio han invertido en dedicarle un lugar, en las plantas de reciclaje, al procesamiento del la transformación secundaria del metal. En el caso de las latas de bebidas el proceso utiliza gas recolectado de las sustancias volátiles que están en las superficies de las latas que proveen calor al proceso.

•

En Europa las latas de bebida de aluminio ya alcanzaron el objetivo mínimo marcado por la directiva europea en Empaque y Desecho para el año 2001. Suecia con 92% y Suiza con 88% son los campeones europeos de reciclaje de lata. El promedio europeo es de 40% aumentando 10% desde 1994.

•

El reciclaje de latas de bebida de aluminio elimina desperdicios, ahorra energía y conserva los recursos naturales.

•

Las latas de aluminio son buenas para el medio ambiente, para la economía y son 100% reciclables.

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Las latas de aluminio de ahora requieren cerca del 40% menos metal que las latas hechas hace 25 años; además de la necesidad de menos energía y materia prima por cada lata. Valen de 6 a 20 veces más que otros material de empaque. El aluminio es el único material de empaque que cubre más allá de su costo de recolección, proceso y traslado al centro de reciclaje. La industrial del aluminio está trabajando con los fabricantes de componentes de automóviles para permitir que los carros con componentes de aluminio sean fácilmente desmantelados y que los desechos sean clasificados y reutilizados para partes nuevas idénticas. En la mayoría de otros proyectos de reciclaje los desechos de material son rara vez reutilizados para su misma aplicación, este tiene que ser degradado a una aplicación que tiene menos propiedades de metal.

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La tasa de reciclaje para aplicaciones de construcción y transporte va desde el 60 al 90% en varios países. El metal es reutilizado en aplicaciones de alta calidad.

3.1. RECICLADO DE LATAS

¿Cómo están hechas las latas de aluminio? Para la formación de los recipientes el proceso comienza cuando se enrolla la hoja de aluminio alimentada a través de una prensa la cual saca los recipientes con la forma primaria Realización de un segundo dibujo y planchado: Los recipientes son alimentados dentro de una prensa de planchado donde unos anillos colocados de forma sucesiva vuelven a hacer el dibujo y planchan el recipiente reduciendo el grosor de las paredes para obtener un tubo largo de lata. El fondo se forma para que soporte la presión interna Otras actividades en la fabricación de latas de aluminio son: 

Alisado: Las latas son torneadas mientras una herramienta para cortar alisa la cubierta áspera del interior.



Limpieza. Las latas son limpiadas y pre-tratadas para la decoración y para el revestimiento interno.



La pre- limpieza se hace con agua limpia



La limpieza con un limpiador comercial



Lavado con agua fría 21




Acondicionador



Lavado con agua fría



Lavado con agua dionizada



Secado

Impresión y barnizado: Las latas son enrolladas contra un cilindro de hule para pintar hasta con 4 colores simultáneamente. Después se mueven a otra estación dónde se le aplica un barniz protector de color claro.

Barnizado de fondo: Las latas se llevan a un aplicador que pone un barniz protector al fondo. Horneado: Las latas van a través de un transportados a un horno para el secado de la impresión. Pintura interna: Un revestimiento especialmente seleccionado se rocía en el interior de las latas. Horneado: Las latas van a través de un transportador que hornea y seca el revestimiento interior. Formación del cuello y reborde: A las latas se les forma un cuello en la parte superior para reducir el diámetro de la lata y se rebordea para que embone el final o tapa. Prueba de luz: Las latas limpias se ponen a través de un probador de luz que detecta los hoyos pequeños y que rechaza las latas defectuosas. Empaque: Después de una inspección final de las latas, estás son empacadas para su envío al cliente. Fabricación de las tapas 

Las tapas se sellan por una vuelta pre-cubierta de aluminio.



Las tapas son alimentadas a una prensa de alta precisión dónde se remachan y marcan en forma consecutiva.



Las tapas se empacan y se transportan para el embalaje al cliente.

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Las latas de aluminio pueden ser recicladas infinitamente. El uso del metal reciclado en cualquier producto de aluminio resulta en un ahorro de energía de 95% sobre el uso del metal primario. Muchos productos, por ejemplo, pruebas de automóvil, productos para la construcción y latas de bebidas son principalmente de metal reciclado. En la práctica productos de aluminio son inherentemente ahorradores de energía.

3.2. Transporte La cantidad e energía requerida para la producción se ha reducido progresivamente, gracias a la investigación y al continuo desarrollo de procesos en los años cincuentas, en promedio alrededor del mundo tomó cerca de 21kw/hr hacer un kilo de aluminio de la alúmina, en 1997 le tomó a una de las nuevas fundidoras solo 14 kw/hr un descenso de cerca del 30%.

3.3. Proceso de manufactura Mas del 55% del aluminio primario del mundo se produce utilizando energía hidroeléctrica que es limpia, no contamina y renovable. Las represas de las hidroeléctricas y las fundidoras relacionadas con el aluminio tienden a estar situadas en áreas remotas y provee de actividad económica dónde de otra forma no existiría.

3.4. Residuos de bauxita ("barro rojo") Cada tonelada de alúmina producida deja un residuo de cerca de 0.7 toneladas de barro. El residuo de bauxita que puede ser utilizado en la construcción de caminos o la fabricación de materiales para la construcción, sin embargo, el alto costo de la transportación a los lugares de producción en ocasiones inhibe el uso de estos materiales.

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III.APLICACIONES DEL ALUMINIO 3.1.-PRODUCTOS LAMINADOS 3.1.1. Aleaciones 1050 y 1070 Máxima resistencia a la corrosión, fácil de soldar al arco en atmósfera inerte o por soldadura fuerte, excelente formabilidad. USOS: En forma de lámina o papel (foil) se usa en la industria química y en la de preparación de alimentos principalmente.

3.1.2. Otras aleaciones del Grupo Mil y Grupo Tresmil. Muy resistentes a la corrosión, excelentes características para soldarce al arco osoldadura fuerte, permiten ser formadas, dobladas o estampadas con facilidad.

USOS: En forma de lámina son ideales para la fabricación de utensilios de usodoméstico, ductos, envases y en general para cualquier aplicación de láminasmetálicas donde no se requiera una resistencia estructural. Las aleaciones del grupo1000 son ideales para la fabricación de papel de aluminio (foil) para empaquetadorasde alimentos, cigarros, regalos, etc.

3.1.3. Aleaciones del grupo Cincomil Alta resistencia a la corrosión, pueden soldarse fácilmente con equipo de arco enatmósfera de gas inerte, tienen mayor resistencia mecánica que las aleaciones de losgrupos mil y tresmil.

USOS: En forma de placa o lámina se usan en la industria del transporte encarrocerías,

tanques

o

escaleras;

son

ideales

para

cuerpos

de

embarcacionesmarítimas(Aleación 5052) para la fabricación de carros de ferrocarril o de trenesurbanos; fabricación de envases abrefácil para bebidas gaseosas y en general paraaplicaciones estructurales.

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El aluminio y la electricidad El aluminio ha reemplazado al cobre desde 1945 en las líneas de transmisión de alto voltaje y hoy en día es la forma más económica de transmitir electricidad. El aluminio pesa solo un tercio de lo que pesa el cobre y puede llevar el doble de electricidad que una onza de cobre. Por esta razón, las líneas de electricidad de aluminio son más ligeras y no requieren de grandes estructuras para sostenerse. Además, el aluminio tiene otras aplicaciones en este campo: los sistemas de electricidad de grandes edificios como los del WorldTrade Center en Nueva York, están hechos de aluminio; desde la década de los 50´s, la base de los focos se hace de aluminio y no de cobre o latón; también miles de antenas para televisores y para satélites son hechas de aluminio.

El aluminio en el deporte Aquí el aluminio lo podemos encontrar en las bicicletas, en el marco de las raquetas para tenis, squash o badmington, y también en los esquíes. Los campistas pueden encontrarlo en las estructuras de sus tiendas de campaña o en el marco de sus mochilas.

El aluminio y el transporte Para el transporte, el aluminio es un elemento ideal gracias a que es ligero, fuerte y es fácil de moldear. El gasto inicial en energía es totalmente recuperable ya que el vehículo ahorrará mucha gasolina y requerirá menor fuerza o potencia para moverse.

El aluminio en el aire Los aviones no podrían haber existido si no fuera por la ligereza del aluminio. Desde que los hermanos Wright fabricaron el primer aeroplano, el aluminio formó parte importante de los materiales constituyentes y posteriormente comenzó a reemplazar piezas de madera, acero y de otros elementos. El primer avión de aluminio se fabricó en los años 20´s. La combinación de fuerza, ligereza y maleabilidad hacen del aluminio un elemento ideal para la fabricación de aviones comerciales, además de que al crear aleaciones de aluminio con otros metales, se adquieren características en el metal que permiten 25


la resistencia a grandes presiones y la tensión que debe soportar el artefacto a grandes alturas. Además, gracias a que el material es resistente a la corrosión, muchas líneas aéreas no pintan sus aviones ahorrándose así muchos kilos de peso.

El aluminio en el transporte terrestre El uso de aluminio en las partes que componen a coches y camiones ha aumentado en forma constante en la última década. La utilización de este metal reduce ruido y vibración. Gracias al aluminio, muchas partes de los vehículos son recicladas Además, el aluminio absorbe energía cinética lo cual evita, que en un accidente, la reciban los pasajeros. El aluminio no se oxida como el acero; esto significa que los vehículos, en zonas climatológicas de gran humedad tengan una vida más larga. Los autos con cuerpo de aluminio duran tres o cuatro veces más que los que tienen un chasis de acero. El aluminio también se utiliza en la fabricación de carros de ferrocarril. Los carros del metro están hechos de aluminio. Las primeras cajas para ferrocarril hechas de aluminio, datan de 1931. En los 60´s, las primeras cajas de 100 toneladas de capacidad se construyeron con cuerpos de aluminio. Cada caja necesitaba 6,800 k. de aluminio y pesaba 10 toneladas menos que las de acero. Los carros para transportar carbón se tenían que reconstruir cada 15 años si eran de acero, al ser de aluminio ya no fue necesario.

El aluminio en el mar En 1892, los franceses construyeron el primer navío de aluminio. Para 1893, una compañía estadounidense estaba haciendo botes de este metal. Los cruceros utilizan, también, grandes toneladas de aluminio en su construcción para evitar un peso mayor. La misma aplicación se hace para los transbordadores. Los usuarios reportan que en 30 años de uso, los artefactos hechos de aluminio no presentan fatiga del material.

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El aluminio y el empaque El aluminio se utiliza de manera extensa en la protección, el almacenamiento y la preparación de comidas y bebidas. Al conducir de manera muy eficiente el calor, es muy útil para preparar tanto alimentos calientes como congelados. El aluminio se utiliza en diversos tipos de empaques por servir como importante barrera contra los microorganismos, el aire y la luz, evitando que estos afecten en contenido. El papel aluminio tiene características sobresalientes, es ligero, fuerte, flexible y durable. Con sólo una micra de espesor es completamente impermeable. Al enrollarlo sobre la comida, la protege contra la luz ultravioleta, las bacterias y su entorno. Los paquetes de aluminio son seguros, higiénicos, fáciles de abrir e impermeables. Las latas de aluminio son excelentes contenedores ya que son fuertes, ligeras, compactas, impermeables y reciclables. Además, no afecta el sabor natural del contenido y mantiene el oxígeno, la luz y la humedad afuera. Por su ligereza, son fáciles de transportar, de llevar a casa y de recolectar para ser recicladas. Se almacenan con mayor facilidad en los estantes, en el refrigerador y en los camiones que el vidrio y el plástico, y necesitan menor protección. Además de las aplicaciones anteriores, encontramos el aluminio en la construcción (ventanas, puertas, coladeras, etc.); en el tratamiento de agua (con el sulfato de aluminio); en la comida (cubiertos, sartenes, ollas, etc.) y en la industria farmacéutica (hidróxido de aluminio y compuestos de aluminio soluble).

IV.-PRODUCCIÓN ANUAL DEL ALUMINIO La industria mundial produce alrededor de 22 millones de tonelada de aluminio primario al año. La mayoría de este metal proviene, aproximadamente, de 120 fundidoras de aluminio primario localizadas en todo el mundo, que reportan sus cifras al IPAI y se incluyen en el sistema estadístico del mismo. Estas fundidoras son las responsables del 90% de la producción de aluminio primario; pero excluyen a China, quien planea producir 2.7 millones de toneladas para el año 2000, arriba de su producción actual de 2 millones de toneladas. Hay arriba de 100 fundidoras en China aunque la mayoría son pequeñas. 27


Además de la producción primaria, más de 7 millones de toneladas de aluminio primario provienen del reciclaje; casi el 100% de toda la producción de pedacería de este metal, así como, más del 60% del desecho viejo de aluminio es reciclable. La proporción de aluminio producido del desecho (aluminio secundario), ha ido aumentando rápidamente.

4.1.Producción de aluminio primario en miles de toneladas métricas Área

1995

1996

1997

1998

1

Africa

631

1,015

1,106

1,043

2

Norte América

5,546

5,860

5,930

6,086

3

América Latina

2,058

2,107

2,116

2,075

4/5 Asia

1,656

1,624

1,910

1,843

6a

Europa occidental

5,885

3,192

3,297

3,549

6b

Europa oriental y central

3,316

3,419

7

Oceanía

1,566

1,804

1,934

Total mundial

17,342 18,639 19,479 19,949

Promedio diario mundial

47.51

1,656

50.93

53.37

54.65

Descripción de las áreas: 1: Camerún, Egipto, Ghana, Nigeria, Sur Africa 2: Canadá, Estados Unidos 3: Argentina, Brasil, México, Suriname, Venezuela 4/5: China, India, Indonesia, Irán, Japón, Turquía, Corea del Norte, Corea del Sur 6a: Austria, Francia, Alemania, Grecia, Islandia, Italia, Holanda, Noruega, España, Suecia, Suiza, Reino Unido 6b: Bosnia-Herzegovina, Croacia, Hungría, Polonia, Rumania, Federación Rusa, Eslovaquia, Eslovenia, Ucrania, Montenegro 7: Australia, Nueva Zelandia El área 6 (Europa), se divide en dos secciones a partir del primero de Enero de 1996.

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4.2. Precio Del Aluminio El aluminio se cotiza en los mercados de físicos de las casas de bolsa del mundo, para el martes 4 de Mayo de 1999, se cotiza en el London Metal Exchange, a 1 365.5 dólares la tonelada métrica; a su vez en Nueva York se encuentra a 57 dólares la onza, que si se compara con el oro a 287.29 dólares puede dar una idea del valor del aluminio. A nivel comercial en México, el aluminio en perfiles para cancelería se puede comprar en secciones de 6.10 metros, con un costo que varía según el tipo de perfil y el ancho, desde 35 pesos hasta por arriba de los 300 pesos.

4.3. CONCLUSIÓN El aluminio se produce en forma comercial hace tan solo 144 años por lo que es considerado un metal joven. A pesar de que el hombre ha utilizado el bronce, el hierro y el estaño por miles de años, el aluminio es considerado ya el metal el siglo XXI. Esto se debe a que actualmente es el metal más importante de los no ferrosos a lo cual se suman sus características de: bajo peso específico, resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica así como su alta resistencia mecánica. Además de que es el elemento más abundante en la corteza terrestre después del silicio y al ser aleado con otros metales adquiere una gama de aplicaciones dónde el único límite es la inventiva del hombre. Su producción actual de 29 millones de toneladas (incluyendo el obtenido del reciclaje) es muy superior a la producción anual del bronce (11.5 millones de toneladas), del hierro (5.4 millones de toneladas) y del estaño (0.2 millones de toneladas). Esto es un factor que nos indica la importancia que está adquiriendo. El aluminio va ganando terreno en la aplicación dentro de la industria, siendo muy valioso por no pesar tanto y ser fácil de reciclar. En nuestro país no se tiene una gran producción, la cuál sumada con toda América latina no alcanza ni la mitad de la producida por Estados Unidos y Canadá.

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Obtencion Aluminio Electro

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