Clasificación de los metales
En la naturaleza existe una considerable cantidad de metales que se pueden obtener, pero para la realización de este trabajo, solo se usarán los más usados en la construcción.
Pocos de estos metales se encuentran de forma nativa en la naturaleza; estos pueden encontrarse químicamente combinados formando diversos compuestos minerales, tales como óxidos, carbonatos, sulfuros, etc.
Estos compuestos se hallan en los yacimientos formando la mena, que es toda materia de origen natural de la cual se puede extraer uno o más metales.
Las menas, generalmente contienen cantidades variables de materias extrañas, piedras o tierras, que se denominan gangas. La combinación de la mena y la ganga es lo que constituye el mineral.
Se considera que el hierro fue el primer material utilizado por el hombre, no se ha podido establecer con exactitud su edad, porque éste se destruye al convertirse en herrumbre u orín.
LOS METALES
Metalurgia.
A las operaciones físicas y químicas necesarias para extraer los metales de sus menas y la preparación posterior para su uso, se le llama Metalurgia.
Hay que someter a loso minerales a una serie de operaciones cuya finalidad es separar la mena de la ganga y después aislar el metal. Las operaciones son las siguientes:
Tratamiento preliminar, en el cual son removidas las materias extrañas y el mineral es puesto en forma adecuada para el tratamiento inmediato.
Reducción, consiste en reducir al componente del metal en metal libre.
Refinamiento, el metal es purificado, y en algunos casos se le añade sustancias con el propósito de darle cierta propiedades al producto final.
Clasificación de los Metales, 03 de agosto de 2011 dirección electrónica: http://www.mitecnologico.com/Main/ClasificacionMetalesUtilidad
Clasificación de los metales de acuerdo como se encuentran en la naturaleza.
La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza combinados químicamente forma de minerales. Un mineral es una sustancia natural con una composición química característica, que varía sólo dentro de ciertos límites.
Un depósito mineral cuya concentración es adecuada para extraer un metal específico, se conoce como mena. En la siguiente tabla se agrupan los principales tipos de minerales además también podemos observar una clasificación de los tipos de minerales además también podemos observar una clasificación de los metales basados en sus minerales.
Además de los minerales encontrados en la corteza terrestre, el agua de mar es una rica fuente de algunos iones metálicos.
Los metales se clasifican de la siguiente manera de acuerdo a como se encuentran en la naturaleza.
Metales nativos Ag, Au, Bi, Cu, Pd, Pt
Zn CO 3 (smithsonita) (cerusita),
(silvita), Na 3 Al F 6 (criolita)
Fe 2 O 3
(hematita)Fe 3 O 4(magnetita), Cu 2 O
(cuprita),Mn O 2
(pirolusita), Sn O 2 (casiterita),Ti O 2
(rutilo), ZnO (zincita) Fosfatos Ca3 (PO4)2(roca fosfórica), Ca5 (PO4)3OH
(hidroxiapatita)(zircón),Na Al Si 3 O 8 (albita),
Mg3 (Si 4 O 10) (OH)2(talco)
(calcocita),Fe S 2 (pirita),
HgS (cinabrio), PbS (galena), ZnS (esfalerita)(anglesita), Sr SO 4 (celestita),
Mg SO 4.7H2O (epsomita)
La clasificación se puede realizar atendiendo a muy diversos criterios, desde su proceso de formación en la Naturaleza hasta su tipo de cristalización, pasando por el que se basa en su composición química. Este último es el sistema más empleado y siguiéndolo pueden distinguirse ocho clases principales:
Clase I: Elementos Nativos: son minerales que se presentan como elementos aislados, sin combinar con otros. Atendiendo a sus caracteres más generales pueden agruparse en tres apartados:
Metales nativos: oro, plata, platino, cobre, plomo, iridio, osmio, hierro y ferroníquel. Entre sus propiedades hay que citar que presentan simetría cúbica, elevada conductividad térmica y eléctrica, brillo típicamente metálico, dureza baja, ductilidad y maleabilidad.
Semimetales nativos: Incluyen el arsénico, antimonio, bismuto, selenio y teluro. Los tres primeros cristalizan en el sistema hexagonal, mientras que los dos últimos lo hacen en el trigonal. Presentan un enlace intermedio entre el metálico y el covalente, una fragilidad mayor que la de los metales y una conductividad más baja.
No metales nativos: Incluyen el azufre y el carbono, este último en sus dos formas de diamante y grafito. El azufre tiene una dureza y un punto de fusión muy bajos, y cristaliza en el sistema rómbico. El diamante cristaliza en el sistema cúbico, tiene una dureza muy elevada, gran estabilidad química y baja conductividad eléctrica. El grafito cristaliza en el sistema hexagonal, es muy blando y tiene elevada conductividad.
Clase II: Sulfuros: Incluye un amplio grupo de minerales formados por la combinación del azufre con un elemento metálico. También se incluyen en este grupo unos pocos minerales que en lugar de azufre llevan arsénico, antimonio, bismuto, selenio o teluro. Aunque es difícil mencionar unas características generales, se puede decir que normalmente son minerales opacos, de dureza entre 1 y 6 y de gran importancia económica como mena de los metales que los forman. Los principales integrantes del grupo son:
Argentita (Ag 2 S): de ella se extrae plata.
Blenda (ZnS): se utiliza para la obtención de cinc.
Calcosina (Cu 2 S): para la extracción de cobre.
Cinabrio (HgS): para la obtención de mercurio.
Galena (PbS): principal mena de plomo.
Pirita (Fe S 2): sobre todo para la producción de ácido sulfúrico.
Rejalgar (AsS): para la obtención de anhídrido arsenioso y para dar la coloración blanca brillante a los fuegos artificiales.
Clase III: Haluros: Están formados por la combinación del cloro, flúor, bromo o yodo con metales, dando cloruros, fluoruros, bromuros y yoduros, respectivamente. Todos ellos poseen una estructura cristalina con enlaces iónicos puros, tienen una dureza y un peso específico bajo y sus conductividades eléctrica y térmica son reducidas. El punto de fusión varía desde moderado a elevado. Presentan un brillo vítreo o nacarado poco intenso, son en su mayoría incoloros y muchos se solubilizan en agua.
Atacamita (Cu2 (OH) 3CI): ocasionalmente para la obtención de cobre.
Camalita (KMgCI 3•6H2O): como fertilizante potásico y para la extracción de magnesio, potasio, cloro y otros.
Fluorita (Ca F 2): empleada en multitud de industrias.
Halita (NaCI): es la sal común empleada en alimentación.
Silvina (KCI): empleado para la preparación de sales potásicas fertilizantes.
Clase IV: Óxidos e Hidróxidos: Incluye a los minerales formados por uno o más elementos, generalmente metálicos, combinados con el oxígeno o el agua. Son abundantísimos en la parte de la corteza terrestre expuesta a la acción de la atmósfera. Casi todos poseen estructura cristalina, elevada dureza y punto de fusión y gran estabilidad térmica y química.
Casiterita (Sn O 2): se utiliza para la extracción de estaño, metal base de algunas aleaciones como latón y bronce.
Corindón (Al 2 O 3): las variedades coloreadas y traslúcidas se consideran piedras preciosas (rubí, zafiro, amatista, topacio y esmeralda); el resto se emplean como abrasivo.
Cristobalita (O 2 Si), Cuarzo (O 2 Si): posee innumerables aplicaciones, desde piedra semipreciosa y ornamental hasta para la industria cerámica, eléctrica, óptica, de precisión y otras. Entre las variedades cristalinas que presenta se pueden citar el cuarzo lechoso, el hialino, ahumado, azulado, citrinol, la amatista, el cuarzo rosa, el ojo de tigre, ojo de gato, venturina, el ágata, la calcedonia, el jaspe, sílex, pedernal y xilópalo.
Cuprita (O Cu 2): se suele utilizar para la extracción de cobre, aunque los cristales más transparentes se tallan como piedras semipreciosas.
Opalo (O 2 Si•n (H2O)): las variedades más perfectas se emplean como piedras preciosas y el resto como material abrasivo, aislante y filtrante.
Tridimita (O 2 Si): interesante desde el punto de vista científico y coleccionístico.
Uraninita (O2U): importante materia prima para la extracción de uranio.
Clase V: Carbonatos, Nitratos y Boratos:
Los carbonatos están formados por el anión carbonato (CO3=) combinado con un metal. Generalmente su dureza oscila entre 3 y 5 y se pueden formar por muy diversos mecanismos y/o procesos naturales en la corteza terrestre.
Aragonito (Ca CO 3): las variedades transparentes y las alabastrinas se utilizan como piedras preciosas.
Azurita (Cu3 (CO3)2(OH)2): muy apreciada como piedra ornamental y también para la extracción de cobre.
Calcita (Ca CO 3): los cristales más puros se utilizan para la fabricación de lentes de microscopios, el mármol como piedra de ornamentación, las calizas litográficas en estampación y, en general, para las industrias de la construcción, metalurgia, química, de fertilizantes, de barnices y otras.
Cerusita (Pb CO 3): mineral para la extracción de plomo y secundariamente de plata.
Los nitratos están formados por la unión del anión nitrato (NO3 -) con un metal. Son menos abundantes que los anteriores y se caracterizan por su gran solubilidad y por presentar una estructura semejante a los carbonatos.
Los boratos están formados por la combinación de un anión borato (B407=) con un metal. Los minerales que pertenecen a este grupo son bastante raros en la naturaleza y se originan por desecación de cuencas lacustres saladas.
Clase VI: Sulfatos y Wolframatos:
Los minerales que pertenecen a este grupo presentan una estructura cristalina característica en forma de tetraedros con el azufre o el wolframio en el centro y los oxígenos en los cuatro vértices.
Baritina (Ba SO 4): principal mineral para la extracción de bario.
Epsomita (Mg SO 4• 7H2O): se emplea en la industria textil, del papel, del azúcar, en la preparación de productos farmacéuticos y en el curtido de pieles.
Wolframita (Fe, Mn•WO4): para la obtención de tungsteno o wolframio.
Yeso (Ca SO 4•2H2O): las variedades de alabastro se utilizan como piedras ornamentales, mientras que el resto se emplean en la construcción, como fertilizante y como fundente cerámico.
Clase VII: Fosfatos:
Minerales muy poco abundantes formados por la unión del anión fosfato (PO3-) con un metal. Los elementos integrantes del grupo son de origen magmático.
Apatito ((PO4)3Ca5 (F, Cl, OH)): las variedades más bellas se emplean como piedras semipreciosas, pero la gran mayoría de los cristales tienen su principal aplicación en la industria de fertilizantes o en la de obtención de ácido fosfórico y fósforo.
Clase VIII: Silicatos:
Los minerales incluidos en este grupo están formados por la combinación de sílice con otros óxidos y por su abundancia constituyen el 80 % de la litósfera. Debido a la gran variedad de estructuras que presentan, esta clase se ha dividido en las siguientes subclases:
Nesosilicatos: generalmente son incoloros o de una coloración muy tenue y con una dureza y peso específico elevados.
Andalucita (Al 2 O Si O 4): los cristales más transparentes se emplean en joyería, mientras que el resto son utilizados para la fabricación de elementos refractarios al calor y la electricidad.
Olivino (Si O 4(Mg, Fe)2): se suele utilizar para la extracción de magnesio o para la fabricación de refractarios, aunque las variedades transparentes también se emplean en joyería.
Piropo (Mg 3 Al 2 (Si O 4)3): este mineral es otra variedad de la piedra preciosa conocida por el nombre de granate.
Topacio (Al2 (OH, F) 2SiO4): las variedades más puras y perfectas se utilizan como piedras preciosas.
Sorosilicatos: su estructura cristalina está formada por dos tetraedros de silicato que comparten uno de los oxígenos de un vértice.
Allanita (silicato hidratado de aluminio, calcio, hierro, magnesio y radio): sólo tiene interés científico.
Epidota tiene únicamente interés científico. (silicato hidratado de calcio, hierro y aluminio):
Hemimorfita (silicato hidratado de cinc): se utiliza para la obtención industrial de cinc.
Vesubiana (silicato hidratado de calcio, hierro, magnesio y aluminio): las variedades más transparentes se emplean como piedras preciosas.
Zoisita (silicato hidratado de aluminio y calcio): la variedad azul, que contiene cromo y estroncio, se emplea en joyería; la variedad rosada, que contiene manganeso, se emplea como piedra ornamental.
Ciclosilicatos: su estructura cristalina está formada por la unión de tres, cuatro o seis tetraedros.
Berilo (Al 2 Be 3 (Si 6 O 18)): las variedades transparentes son las apreciadísimas esmeraldas y aguamarinas. Este mineral también se emplea para la obtención industrial de berilio.
Turmalina (borosilicato de aluminio, hierro, sodio y magnesio): las variedades coloreadas y transparentes son gemas muy apreciadas en joyería, mientras que el resto se emplean para la fabricación de manómetros y de pinzas polarizantes.
Inosilicatos: su estructura cristalina está formada por grupos de tetraedros unidos entre sí, dando lugar a cadenas sencillas (piroxenos) o dobles (anfíboles), de estructura abierta o cerrada.
Filosilicatos: su estructura cristalina está formada por tetraedos unidos que dan lugar a anillos hexagonales y se disponen formando capas. El mineral final está constituido por varias de estas capas o estratos planos superpuestos. Como característica común a todos ellos se puede decir que son blandos y se exfolian en láminas.
Caolinita (Al4 (OH) 8Si4O10): se utiliza principalmente en la industria de la porcelana y también en la de la goma y el papel.
Micas (silicatos de aluminio y otros metales): la mica blanca se denomina moscovita, la rosada lepidolita y la negra biotita.
Serpentina (Mg6 (OH) 8Si4O10): se utiliza en la edificación y para revestimientos.
Talco (Mg3 (OH) 2Si4O10): se utiliza en las industrias de la goma, papel, textil, en los cosméticos y como colorante.
Tectosilicatos: su estructura cristalina está formada por tetraedros que se reúnen dando lugar a una red tridimensional en la que cada oxígeno es compartido por dos átomos de silicio. Entre las características generales de los minerales pertenecientes a este grupo se puede decir que, en general, son incoloros o de color blanco o gris pálido.
Feldespatos: como la ortosa y la albita.
Feldespatoides: como la leucita y la nefelina.
Zeolitas: como la natrolita y la chabasita.
Clasificación de los Metales, 03 de agosto de 2011 dirección electrónica: http://www.mitecnologico.com/Main/ClasificacionMetalesDeAcuerdoComoSeEncuentranEnLaNaturaleza
Léase correctamente Clasificación de los metales
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