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El horno electrico Pt.3

Cuando el material se encuentra líquido dentro del horno se vacía, pero no de la misma manera que el alto horno, en cambio el horno eléctrico se encuentra suspendido y es capaz de girar, así de esta manera por una apertura lateral salen las escorias. Aquí se pueden agregar los metales deseados para las aleaciones que se quieren formar y después se gira hacia el otro lado donde sale el material deseado ya fundido y homogenizado. Se vierte en una cuchara metálica que lo transportará a el siguiente proceso o al área de moldeo.

Existen dos clases principales de hornos eléctricos en metalurgia:

1)  Horno de arco voltaico: este utiliza el calor liberado entre dos o tres electrodos de grafito y la corriente que fluye a través de ellos. Esta diferencia de potencial eléctrico genera un arco que derrite el material. Como el calentamiento es rápido y su regulación también, y además alcanza temperaturas muy altas se puede utilizar para trabajar con aceros duros resistentes a las altas temperaturas, como aleaciones de tungsteno o vanadio.

2)  Horno de inducción: Este tipo de horno posee una bobina por la que se hace correr corriente alterna. El calentamiento se produce por las corrientes secundarias que pasan dentro del material al generarse la induccion inducción electromagnética. Se utiliza para fabricar aceros de alta aleación, como para electromagnetos, refractarios o aceros inoxidables.

Las capacidades de los hornos eléctricos van de sesenta a noventa toneladas por día, y su calidad es superior a las de los demás tipos de horno ya que el combustible no contamina la fundición.

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El horno electrico Pt.2

Así como el alto horno, el horno eléctrico se fabrica con ladrillos refractarios cubiertos de una  cubierta metálica, los ladrillos refractarios tienen que ser capaces de soportar temperaturas de hasta tres mil grados centígrados, que son las que se logran alcanzar dentro del horno, más grandes que las que se experimentan en el alto horno. Con este enorme rango de temperaturas el horno eléctrico es particularmente bueno para fundir otros materiales además del acero como el wolframio, molibdeno, tantalio, etc.

La capacidad del horno es de aproximadamente cincuenta toneladas y es capaz de derretirlas todas en menos de una hora. El procedimiento del horno eléctrico empieza desde la selección del material, ya que se trata siempre de colocar los materiales más duros en la parte más baja de la cuba y los más ligeros y suaves en la parte de arriba. Una vez lleno, se agregan los fundentes y cualquier tipo de aditivo que se vaya a utilizar. Una vez listo el material a fundir se acercan los tres electrodos que hacen corto y salta el arco eléctrico que empieza a fundir.

Aquí es donde sirve que se hayan colocado primero los materiales ligeros ya que es más fácil que los funda y los penetre los electrodos así pueden ir bajando encontrando menos resistencia que si los materiales no se hubieran organizado.

El siguiente proceso consiste en la inyección de oxígeno, que así como en el alto horno sirve para reducir la mezcla y librarse de ciertos materiales que no se desean, como silicio, azufre, etc.

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El Alto Horno Pt.2

En la parte intermedia, con la ayuda de toberas se inyecta el aire enriquecido con oxígeno, lo que eleva la temperatura a unos dos mil grados centígrados, cuando el oxígeno entra en contacto con el carbón de coque produce monóxido de carbono que al ascender por el horno arranca oxígeno al hierro y se convierte en dióxido de carbono, en un proceso químico que se conoce como reducción.

El aire enriquecido con oxígeno eleva la temperatura a unos dos mil grados centígrados. Alrededor de un cincuenta por ciento del monóxido de carbono se recupera del horno y se utiliza en otros procesos como combustible. Las temperaturas alcanzadas en el etalage permite que se produzca la reducción del óxido de manganeso, se elimina el azufre y se funda el mineral de hierro. Una vez fundido el mineral se le conoce como el arrabio, que cae a la parte inferior del horno que se conoce como crisol, aquí se recoge el hierro fundido y la escoria.

El arrabio es un hierro metálico en forma líquida con un alto contenido de carbono e impurezas. En la parte inferior el arrabio fluye por un canal. Se extrae al romper un tapón de arcilla que esta en el inferior que se llama piquera, de ahí el material es colado a unos contenedores especiales llamados vagones termos. El arrabio tiene entre el 91% y 94% de hierro, y otros porcentajes pequeños de carbono, manganeso, azufre, fósforo y silicio. De aquí el arrabio se transportara a hornos especiales llamados convertidores donde será finalmente transformado en acero.

Fuentes: slideshare.net

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El Alto Horno

El Alto horno es una invención magnífica para el procesamiento del hierro que posteriormente se convertirá en acero. Este tipo de horno es una estructura de 30 metros de alto, al menos, formado por ladrillos resistentes a la temperatura y a la erosión del descenso de las cargas así como de las reacciones químicas recubiertos de una protección de acero que ayuda a mantener la forma y soportar los esfuerzos.

Las materias primas que entran por la parte de arriba al alto horno son el mineral de hierro en forma de pellets, carbón de coque y algún fundente como caliza u óxido de manganeso. Por la parte de en medio se inyecta aire enriquecido con oxígeno y gas natural. El cuerpo del horno está conformado por dos conos, el de abajo esta invertido y es menos alto, formando una parte ancha a aproximadamente una cuarta parte de la altura que se conoce como el vientre del horno. El horno además necesita una estructura para sostenerse así como grúas que estén alimentando constantemente el material a fundir y una infraestructura para procesar el metal ya fundido.

El cono superior se llama cuba, el inferior se llama étalage. Sobre la cuba se encuentra un agujero donde se administra el material llamado tragante, que posee una válvula de doble cierre que evita que escapen los gases del horno. En el tragante la temperatura asciende a unos 150 grados centígrados. Aquí también se encuentran válvulas que atrapan algunos de los gases del horno, que en el futuro se pueden utilizar como combustibles para otros procesos metalúrgicos.

Fuentes: slideshare.net

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Como usar una batea de oro

El bateo de oro es la técnica de extracción de oro más antigua y artesanal que se conoce, consiste en sumergir parcialmente una batea, que es una charola o similar dentro del cauce de un río, para después proceder a desprender la grava con la mano y dejar sólo arena y las posibles pepitas de oro.

La pieza más básica y esencial del equipo de prospección que se pueda poseer es la batea, la herramienta de prospección más básica disponible. La minería de oro, incluso a gran escala sigue dependiendo en gran medida de la olla de oro para el día de hoy.

La técnica para extraer muestras y pequeñas pepitas de oro es bastante sencilla, primero se llena la batea a la mitad o un tercio con el material a clasificar, si no hay oro ahí el bateo no lo producirá, así que hay que tener mucha suerte. Se sumerge la batea (si se tiene un clasificador se debe usar también) en el agua completamente y se rompen los terrones con las manos, también se limpian las rocas grandes y plantas etc. Hay que tener en cuenta que el oro también se puede esconder en el musgo, así que hay que tener especial cuidado al limpiarlo.

Después de esto se procede a hacer un lodo con todo lo que se encuentra en la batea, para esto hay que revolver bien el material, la única forma de hacer esto es revolviendo muy bien el material. Una vez hecho esto vuelve a bajar la batea a nivel del agua para que el flujo de agua se lleve las partes más ligeras del material. después se repiten estos pasos hasta que el material más pesado, o el oro, se encuentren en el fondo de la batea. Una vez ahí succionalo con una botella especial y vuelve a empezar.

fuentes: blackcatmining.com

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Robots y minas

Hemos recorrido un largo camino en el desarrollo de la industria minera, siempre tratando de convertir esta peligrosa y ardua tarea en una industria responsable con el medio ambiente, segura para sus trabajadores y no tan pesada como antes.

Con tantas novedades robóticas, como los autos que se manejan solos, los drones asesinos, y las sondas espaciales, es lógico pensar o conjeturar en un futuro donde las minas no tengan mineros. Aún estamos lejos, la tecnología acaba de dejar los pañales y esta dando sus primeros pasos, pero ya están mostrando un gran cambio en las industrias de trabajo intensivo. La automatización de las minas abrirá recursos antes inaccesibles debido a las terribles condiciones a las que se deberían de someter los mineros, dándonos un alcance sin precedentes.

La automatización puede ser tan grande y tecnológica que se prevé que para el año 2030, sea un trabaja casi exclusivo de robots el mapeo milimetrico de las cámaras subterráneas, así como el uso de taladros y cadenas transportadoras en algunas de las minas más grandes y modernas del mundo. Con esto se lograra suprimir y acortar las cadena de materias primas así como la habilidad para monitorear y rastrear equipo, yacimientos y procesos en lugares remotos.

El proceso aún tiene mucho que desear, pero con una inversion, como la que logran las industrias mineras de Australia de casi 4 mil millones de dólares al año, se puede prever que no se esta muy lejos de estos niveles de incorporacion de componentes roboticos y autonomos que suplan la necesidad de mineros en especial en las zonas peligrosas, por calor, derrumbes, gases tóxicos o exposición. Otro gran beneficio que ofrece el reemplazo que proponen estas máquinas es la habilidad de mantener cargas de trabajo constantes.

 

fuente: http://www.insurancejournal.com/news/national/2014/04/04/325475.htm

imágenes: blogs.terrapinn.com – .cmu.edu

Procesos, Separación Magnética (P2)

Cualquier pieza que pase de los imanes por estar entremezclada con la materia prima y no se pueda extraer se utilizan los detectores para que nada se escape. Si uno de estos detectores es activado el transportador se detiene y se requiere de intervención humana para asegurar que no sucedan daños costosos y altos tiempo de inactividad que se necesitan para reemplazar una válvula o alguna pieza delicada.

Otro de los principales usos de la separación magnética en la industria minera, es el de acceder más fácil a materiales naturalmente reactivos al magnetismo y separarlos así en el proceso de extracción, como las arenas ferrosas de donde se extrae el hierro. Para esto se utiliza un separador magnético de arenas ferrosas, que se utiliza ampliamente en el proceso de este mineral en procesos húmedos donde se atrapan partículas de 6~10mm. Los minerales se dividen en dos tipos, los magnéticos y los no magnéticos y este tipo de equipo es adecuado para la separación en ambientes húmedos de materiales como magnetita o hierro, y los puede remover de la mezcla de carbón y otros extractos minados.

Las técnicas convencionales para limpiar el material de hierro o de carbón se basan en gravimetría y métodos de superficie, al menos en parte, dada su eficiencia y debido a que los métodos húmedos que se utilizan en gran escala en la minería subterránea. Sin embargo, la limpieza de estos materiales basada en agua está limitada debido a la amplia variedad y distribución de los contaminantes que contiene la mezcla y debido al alto costo de secado con calor.

Vía: theajmonline.com.au

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Procesos, Separación Magnética (P1)

Los imanes son importantes en los procesos de reciclaje y minería, así como en la industria de las canteras. Forman una parte principal de equipo llamado separador magnético.

Cuando se separa la mezcla y se introduce en aparatos especiales, estos se pueden lastimar y deteriorar si metales como hierro pasan dentro de la maquinaria, por esto se pueden separar antes de entrar en las máquinas. Los separadores magnéticos cuentan con un triturador primario de mandíbulas, uno secundario de cono y hasta a veces terciario de molinos de martillo y otros. Con la extracción de fragmentos metálicos afilados se evita el desgarre y rompimiento de las cintas transformadoras.

Este metal no deseado debe ser retirado del material en forma a granel. Estas impurezas ferrosas se originan en los vertederos o en el rompimiento y desgaste de las maquinarias de excavación y perforación de la materia prima. El tipo y estilo de los imanes utilizados en la industria dependerá principalmente de la ubicación dentro del proceso. Los materiales de mayor tamaño requieren imanes de mayor potencia y típicamente se ubican suspendidos sobre el cinturón de transporte del mineral para eliminar piezas así como herramientas de mano, chatarra de hierro, y piezas rotas de la maquinaria así como clavos, alambres, tornillos y tuercas. También se utilizan imanes de tierras raras para eliminar materiales que magnéticamente son débiles.

Hoy en día los imanes de tierras raras han mejorado hasta el punto de que pueden eliminar materiales como acero inoxidable que tienen muy poca reactividad magnética. Para eliminar daños en las en el equipo más adelante en el proceso se deben eliminar tan pronto como sea posible. Por eso se instalan al inicio del sistema de transporte, y se diseñan para trabajar en combinación con detectores de metal para ofrecer total garantia de que no se escaparan piezas.

Vía: theajmonline.com.au

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Equipos de separación, Celdas de Flotación

Las técnicas de Flotación a través de la espuma es un procedimiento para separar los minerales mediante el aprovechamiento de las diferencias en su hidrofobicidad, esto es que tan fácil son de disolver en agua. Materiales valiosos y desechos tienen diferente hidrofobicidad y generan diferentes residuos que se incrementan mediante el uso de tensioactivos y agentes humectantes. La separación selectiva de los minerales hace que el procesamiento complejo (es decir, mezclado) sea económicamente factible. El proceso de flotación se utiliza para la separación de una amplia gama de sulfuros, carbonatos y óxidos antes de que sean procesados y enriquecidos. Los fosfatos y el carbón también mejoran su pureza mediante la tecnología de flotación.

Para estos procesos se utilizan unos aparatos conocidos como Celdas de Flotación. Son equipos que promueven el contacto íntimo de los minerales, el aire, el agua y los reactivos necesarios. Su estructura consiste en un gran contenedor donde se mezclaran los materiales y de un agitador para mantener la pulpa en suspensión. Además puede contar con entradas de aire, y salidas de materiales o mezclas. Las más famosas son las Celdas Denver, que ya se usaban a principios del siglo XIX con tamaños que empezaron desde los 5 metros cúbicos hasta los años sesenta donde se empezaron a fabricar otras de 10, 12 15 y hasta 25 metros cúbicos. Hoy en día existen algunas de hasta 200 metros cúbicos.

Los principales diseños cuentan con una parte donde se inyecta una corriente de aire ascendente para que el concentrado se vuelva espumosa y está espuma rebose en la parte superior, así mismo hay un spray de agua colocado en la parte alta de las celdas para lavar la espuma que se descarga después. El retener aire es un factor importante en el rendimiento de una celda de flotación. Este descubrimiento llevó al desarrollo de nuevos tipos de celdas, llamadas de contacto cuyas características combinan todos los tipos diferentes de celdas que hay como la neumática, las de columnas y las de inyección de aire.


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Equipos de separación, Ciclones

En el proceso de molienda se generan partículas de todos los tamaños y se deben separar de acuerdo a estos para procesar las del tamaño deseado y regresar al molino las que sean demasiado grandes para procesarse. Uno de los métodos más anti y más usados para separar polvo en suspensión en un gas (generalmente aire) es el CICLÓN.

Son fáciles de instalar y requieren bajos costos de operación además de ofrecer una gran eficiencia si las partículas no son muy pequeñas.

Consiste en un contenedor cilíndrico dentro del cual el aire fluye en espirales hacia abajo. Esto genera un flujo de rotación que se hace cada vez más estrecho en la parte de abajo y después sube por el centro hacia la salida de aire. El radio de rotación disminuye conforme se acerca a la base del cono y las partículas suspendidas empiezan a chocar con las paredes mientras mayor inercia tengan deteniéndose así y cayendo al fondo del recipiente donde son recolectadas.

El mecanismo físico por el que funcionan es que son sedimentadores donde la fuerza de gravedad se reemplaza por la fuerza centrífuga, y depende de la magnitud de los tamaños de las partículas que componen el sistema. Si las partículas son suficientemente grandes se utiliza el proceso de Harneado que consiste en hacer pasar el material sobre una criba con agujeros del tamaño deseado: sin embargo cuando los tamaño son relativamente pequeños se realizan otros procesos basados en principios hidrodinámicos como la sedimentación. No hay una frontera clara entre los tamaños de separación entre estas dos clasificaciones y se suele usar el principio más eficiente.

Con esto las principales ventajas para la industria minera es la reducción de polvos finos a las etapas de reducción de tamaño evitando la formación de empastes que disminuyen la eficiencia de los equipos, además de preparar el material para otros procesos como de flotación, concentración y extracción gravitacional etc.

Vía: es.scribd.com

Imágenes Vía: bibliotecadigital.ilce.edu.mx – minerasancristobal.com