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LA BAUXITA - Calidad de una bauxita, Bauxita, Mina



LA BAUXITA


Casi la totalidad hoy día del aluminio es producido a partir de este mineral. El término BAUXITA, se refiere a una mezcla de minerales formados mediante la interperización de las rocas que contienen aluminio. Las rocas madres pueden ser ígneas o sedimentarias, son frecuentemente: Nephelina (3 NaO.K2O.9 Si O2), serpentina, granito, dionita, dolerita y caliza conteniendo minerales arcillosos. Cuando estas rocas son sometidas a la acción de la intemperie (efecto de las lluvias) o al tiempo, ellas tienden a perder los constituyentes, tales como: silicio, magnesio, óxido de hierro y óxido de titanio. En consecuencia, se forman arcillas que contienen entre 35-60% de óxido de aluminio (Al2O3) combinado y subsecuentemente laterita que consiste substancialmente en óxido de aluminio hidratado y óxido de hierro hidratado. De acuerdo a su composición química las lateritas son conocidas como ferruginosas o aluminosas (aquellas mas ricas en alúmina y mas pobres en sílice y óxido de hierro) o bauxitas.


La bauxita ocurre en lechos estratificados o cristales dentro o debajo de formaciones como depósitos cubiertos o cercanos a la superficie terrestre: como impurezas, la bauxita contiene generalmente óxido de hierro, sílice y titanita que varían en proporción según su procedencia.La mayoría de los depósitos de bauxita de mayor tenor, adecuados para la extracción de alúmina ocurre en regiones tropicales o semitropicales
Composición química de la bauxita
Como se ha indicado anteriormente las bauxitas son mezclas de minerales que contienen alúmina hidratada y ciertas impurezas comunes, tales como óxido de Fe, sílice y óxido de titanio (rutilo o anastasa). Una composición química típica de una bauxita es la siguiente:
Al2O3 ..35-60%
Oxido de Fe .10-30%
Sílice (SiO2). 4-18%
Ti O2 . 2-5%
H2O de constitución . 12-30%
Otras impurezas



Calidad de una bauxita
La calidad de una bauxita es determinada por su composición química y mineralógica y especialmente por el llamado 'módulo de sílice' (Al2O3/SiO2 en % peso). La relación Al2O3/SiO2 determina si un mineral es trabajable o no. La mejor bauxita tiene un módulo mayor a 10, mientras que las bauxitas de segunda y tercera categoría tienen un módulo de sílice entre 7-10 y 4-7 respectivamente. Por lo tanto la presencia de sílice en la bauxita, sobre todo en su forma reactiva, juega un papel fundamental en la calidad del mineral.


La búsqueda de nuevos materiales progresa continuamente. Por ejemplo los ingenieros mecánicos buscan materiales para altas temperaturas, de modo que los motores de reacción puedan funcionar más eficientemente. Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para conseguir que los dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y temperaturas.

Ciencia de materialesLa ciencia de materiales implica investigar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales. Por el contrario, la ingeniería de materiales se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades. Conviene matizar esta diferencia, puesto que a menudo se presta a confusión.
La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad.
Incluye elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil y eléctrica, todo gracias al conocimiento de los polímeros. Con la atención puesta de los medios en la Nanociencia y la nanotecnología en los últimos años, la ciencia de los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.
A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo de los materiales en los últimos años, el permanente desafío tecnológico requiere materiales cada vez más sofisticados y especializados.

Clasificación

[pic]Ejemplo de la estructura de un polímero, el polietileno

La ciencia de materiales clasifica a todos los materiales en función de sus propiedades y su estructura atómica. Son los siguientes:
• Metales
• Cerámicos
• Polímeros
•Materiales compuestos
• Semiconductores
Algunos libros hacen una clasificación más exhaustiva, aunque con estas categorías cualquier elemento puede ser clasificado.
En realidad en la ciencia de materiales se reconocen como categorías únicamente los Metales, los materiales Cerámicos y los Polímeros, cualquier material puede incluirse en una de estas categorías, así pues los semiconductores pertenecen a los materiales cerámicos y los materiales compuestos no son más que mezclas de materiales pertenecientes a las categorías principales.

Metal

Metal se denomina a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseer alta densidad, y ser sólidos a temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo.
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Forja metálica en la marquesina del actual Ayuntamiento de Madrid, antiguo Palacio de Comunicaciones.

El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación conlos no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización.
En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio.

Propiedades

Los metales poseen ciertas propiedades físicas características: La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina policromismo. Otras propiedades serían:
Densidad: relación entre la masa del volumen de un cuerpo y la masa del mismo volumen de agua.
Estado físico: todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio (Hg) y el galio (Ga).
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Bauxita

El procesode extracción, almacenamiento, carga y transporte de la bauxita se desarrolla en tres areas basicas: Mina, Area de Homogeneización (Pie de Cerro) y Area de Almacenamiento y Embarque (El Jobal).
En general la infraestructura para la extracción y procesamiento de la bauxita fue diseñada para una producción de 6 Millones t/año abarcando: 1) mina; 2) estación de trituración; 3) cinta transportadora (soportada por 2 cables) de 4,5 Km de longitud con una capacidad de 1.600 t/hr, y con una trayectoria descendente de 650 m de altura; 4) vía férrea de 52 Km; 5) estación de manejo con una correa transportadora de 1,5 Km y 3.600 t/h de capacidad y un terminal con un cargador de gabarras; 6) flota de gabarras para la transportación a través del río Orinoco.


Mina

El proceso de producción de la bauxita se inicia con la explotación por métodos convencionales de las minas a cielo abierto (Stripping mine), después de removida y apilada la capa vegetal para su posterior reforestación.

La bauxita es extraída directamente de los diferentes bloques de la mina, con el objeto de obtener la calidad requerida del mineral. Las operaciones de la mina son controladas y planificadas por intermedio del programa MINTEC 'Medsystem'.
Secuencia de operación en la mina
1) Remoción de la capa vegetal (




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