CADENA PRODUCTIVA DEL ALUMINIO BAUXITA. – La bauxita es una roca sedimentaria con un contenido de aluminio relativamente alto. Es la principal fuente de aluminio del mundo. La bauxita consiste principalmente en los minerales de aluminio gibbsita (Al(OH)3), boehmita (γ-AlO(OH)) y diásporo (αAlO(OH)), mezclados con dos óxidos de hierro, goetita y hematita, minerales de la arcilla de aluminio, caolinita, y pequeñas cantidades de anatasa (TiO2 ) e ilmenita (FeTiO3 o FeO.TiO2). Puede ser tanto blanda como dura, compuesta por óxidos de aluminio hidratados. Se origina como residuo producido por la meteorización química de una amplia gama de rocas comúnmente ricas en arcilla. Algunas bauxitas tienen un origen más complejo que esto pudiendo ser precipitados químicos reprocesados. Comúnmente se forma en los trópicos en zonas de clima cálido y húmedo. Es la principal mena del aluminio utilizada por la industria. La bauxita es generalmente extraída por un sistema de minería a cielo abierto, aproximadamente a unos 4-6 metros de profundidad de la tierra. Entre el 85 y 95% de la bauxita extraída por la minería es usada en la producción de aluminio. Hay numerosos depósitos de bauxita, principalmente en las regiones tropicales y subtropicales, así como también en Europa. Entre los principales países donde se extrae la bauxita están Brasil, Jamaica, Australia. El contenido de hierro en las bauxitas eleva el costo de producción de aluminio por lo que las bauxitas con mucho hierro no son deseables para producir aluminio. La producción de aluminio inicia con la extracción de bauxita, arcilla con alto contenido de alúmina. Se extrae a pocos metros debajo del suelo. Se transporta la bauxita y se elimina la arcilla mediante lavado, pasando después a través de un molino. ALUMINA. - La metalurgia extractiva del aluminio consta de dos etapas:1.-Transformación de la bauxita en alúmina lo más pura posible.2.- Electrolisis de esta alúmina disuelta en criolita fundida. Para realizar la primera etapa, el procedimiento más corriente que se emplea es un método químico conocido como proceso de Bayer, que se puso en práctica en 1892. PROCESO BAYER. - El proceso Bayer es el principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita. Inventado por el austriaco Karl Bayer en 1889 y basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico (SOSA CÁUSTICA).Las primeras plantas industriales de producción de alúmina basadas en el proceso Bayer se instalaron en Francia y en Irlanda en la década de 1890.Karl era hijo de Friedrich Bayer, fundador de la empresa química y farmacéutica Bayer. PROCESO DE REFINACION. - La alúmina es separada de la bauxita utilizando una solución caliente de soda caústica y cal. La mezcla se calienta y se filtra y la alúmina remanente se seca en un polvo blanco. La alúmina se lleva a la planta de metal. Aquí es transformada en aluminio. Se necesitan 3 materiales para crear el aluminio: óxido de aluminio, electricidad y carbón. La electricidad corre a través de un cátodo negativo y un ánodo positivo, ambos hechos de carbón. El ánodo reacciona con el oxígeno en la alúmina y forma CO2. El resultado es aluminio líquido, que ahora puede explotarse desde celdas. ALUMINIO PRIMARIO A LINGOTES. - El aluminio líquido se cuela en contenedores de diferentes tipos creando así los lingotes, para posteriormente fundir y generar aleaciones requeridas. Estas presentaciones de aluminio primario se le conocen de diferentes formas en el mercado. siendo la palabra marqueta la más común. El aluminio fundido se enfría en moldes para dales forma de lingote y se vende a los fabricantes con esta forma, sin embargo, Son necesarios más de 2.000° C para fundir el aluminio recién producido, por lo que Hoy en día, la receta se adapta a la aplicación final; Con la ayuda de aditivos (magnesio, silicio, manganeso, etc.), se preparan distintas aleaciones que posteriormente conforman las propiedades mecánicas. Por lo tanto, las posibilidades de procesado del cliente pueden establecerse en una fase muy temprana. EXTRUSION DEL ALUMINIO FUNDICION. - El aluminio primario es adquirido por una empresa en presentaciones tipo marqueta, la cual se funde con otros metales como silicio y magnesio para crear aleaciones de acuerdo a las necesidades de sus clientes. Las características fundamentales del proceso son las siguientes: Un lingote caliente, cortado de un tocho largo (o, para diámetros pequeños, de una barra extruida más grande), se aloja dentro de un contenedor caliente, normalmente entre 450 ºC y 500 ºC. A estas temperaturas, la tensión de flujo de las aleaciones de aluminio es muy baja, y aplicando presión por medio de un pistón hidráulico (ariete) el metal fluye a través de una matriz de acero situada en el otro extremo del contenedor. Este proceso da, como resultado, un perfil cuya sección transversal viene definida por la forma de la matriz TRANSFORMACION. - El aluminio fundido se vierte en hornos fusores para formar barras conocidas como “billets”, las cuales serán utilizadas en el proceso de extrusión. EXTRUSION. - La técnica de extrusión tiene diseños ilimitados y ofrece un sinnúmero de aplicaciones. En el proceso de extrusión se utilizan las barras aleadas, las cuales se calientan a una temperatura a la cual llegan a su forma plástica cortándose en pequeños lingotes, los cuales serán extruidos a través de un herramental, que posee la forma del producto final que se entregará al cliente. El material sobrante de este proceso, se envía al área de fundición para reciclaje del mismo. FABRICADOS Y ACABADOS. - Para darle un valor agregado a nuestro perfil, contamos con procesos de fabricación para mayor utilización y satisfacción del cliente, entre los que están: trefilado, corte a la medida, maquinado CNC, doblado, roscado, avellanado y ensamble. Dentro de una empresa se ofrecen diferentes acabados: pintado (consiste en cubrir los perfiles a través de procesos de pintura electrostatica, ya sea en polvo o líquido), anodizado (consiste en darle una protección al perfil, agregando una capa de óxido de aluminio, así mismo el material puede ser coloreado a través de un proceso de electro color) y sublimado (consiste en crear un acabado tipo madera en los perfiles en cuestión). PRODUCTO FINAL. – los productos finales pueden ser variados como escaleras, ventanas, perfiles con valores agregados DISTRIBUCION. – una empresa debe asegurarse que la distribución de su producto hacia sus clientes cuente con una seguridad y calidad apta para que el producto final llegue sin inconvenientes CICLO DEL RECICLAJE DEL ALUMINIO El reciclado del aluminio es un proceso complejo, en el que intervienen diversos factores. Tanto sus canales de recuperación como sus aplicaciones y mercados presentan múltiples posibilidades El aluminio usado llega principalmente por dos canales: de los desechos del consumo ya sea doméstico o industrial(por ejemplo, cables eléctricos, planchas litográficas, latas de bebidas, otros envases y embalajes, desguace de vehículos, derribos, etc.) y de los recortes y virutas que se producen durante la fabricación de productos de aluminio. Por lo tanto, para los recuperadores mayoristas, pueden haber diferentes tipos de proveedores: la industria en general, fábricas, pequeños talleres, plantas de selección, minoristas o mayoristas, poniéndose de manifiesto una creciente internacionalización de este sector. Existen muchos tipos de aluminio distintos que se comercializa en el mercado de la recuperación, pero se pueden agrupar básicamente en cuatro: los productos laminados (planchas de construcción, planchas de imprentas, papel de aluminio, partes de carrocerías de vehículos…), los extrusionados (perfiles para ventanas, piezas para vehículos…), los aluminios moldeados ya sea por gravedad o por inyección (piezas para motores, manubrios de las puertas, etc.) los trefilados para la fabricación de cables y otros usos. La industria también clasifica el aluminio en primario, cuando se extrae de su mineral bauxita, y de segunda fusión, cuando su materia prima básica son las chatarras y recortes de aluminio provenientes de aluminio ya usado y de recortes de fabricación. Se utiliza aquí el término “chatarra” en sentido amplio, como desechos de productos metálicos ya utilizados, conscientes de que el sector recuperador aplica principalmente este término a los desechos de productos de hierro y acero. RECUPERADOR. - Una vez llega el aluminio usado al recuperador, éste se encarga de darle la preparación óptima para su comercialización. En el caso de los mayoristas, por ejemplo, tratan de estandarizar la calidad del material para el cumplimiento de las normas nacionales e internacionales que existen en el sector. Para ello, el comerciante de chatarras tiene que preparar el aluminio, separándolo de los restos de otros metales y materiales por diversos métodos (manualmente, fragmentado, triturado, cizallado, etc..). Es importante una buena clasificación del aluminio, para poder darle la mejor salida posible. La chatarra suele ser prensada, ya que de esta forma el transporte resulta mucho más fácil. Tras estos necesarios procesos, se lleva el material a una fundición, que puede darle el mismo uso de origen, o usarlo para fabricar otros objetos.Después el fundidor o refinador lo convierte, mediante fusión, en lingotes , tochos, productos de desoxidación…etc. Como se ha comentado antes, hay muchos tipos de aluminio recuperado, y cada calidad puede tener salidas diferentes. Según la pureza del material, éste será utilizado para una aplicación u otra. Dentro de los productos laminados, nos podemos encontrar, por ejemplo, con las latas, que se pueden usar para fabricar aluminio refinado para volver a hacer latas si son nuevas o han sido muy bien clasificadas a su llegada al recuperador y otros productos de aluminio. También, dentro de los productos laminados, están lo recortes de fabricación de muy diversas aleaciones, que pueden ser utilizados para fabricar lingotes de la misma o de diferentes aleaciones. El aluminio de chapas litográficas y cables eléctricos es un aluminio muy puro por lo que su aplicación en el reciclado es bastante amplia, utilizándose para la fabricación de aleaciones de alta pureza o, mediante mezcla, para reducir los porcentajes de aleantes presentes en otras chatarras recuperadas. Dada la versatilidad de utilización de estos materiales de alta pureza, su precio es el más caro del mercado de la recuperación. El aluminio “cárter” procedente de llantas de coche, culatas, bloques o cárteres de motor, piezas de fundición, etc., se destina a la fabricación de lingotes con destino a ser fundidos y moldeados, siendo el porcentaje más alto de los lingotes que se producen por las plantas de segunda fusión, aproximadamente un 70% del total de su producción. Las mismas salidas tienen las virutas de aluminio, procedentes del torneo de piezas fundidas. REFINADOR. - Las refinerías de aluminio son el último eslabón de la cadena de reciclaje de este material. Normalmente sus compras exceden las 10 toneladas, por lo que sus suministradores son siempre recuperadores mayoristas. Cuando se ha llegado a un acuerdo de compra con ellos, se realizan análisis generales de la materia prima para verificar sus características. Además, cuando el material entra en la refinería, también se analizan muestras de cada camión para evitar introducir en el horno sustancias no indicadas para el proceso de producción de la refinería. En estas instalaciones, si funden latas de aluminio, por ejemplo, o cualquier otra chatarra con revestimiento, se produce la combustión de los mismos, siendo captados los productos de la combustión mediante unos filtros especiales por los que pasan los humos y así evitar la contaminación atmosférica. Para fundir este tipo de material se necesitan hornos especiales provistos de instalaciones de filtraje, que normalmente son más costosas que el propio horno. El producto final de las refinerías son los lingotes de aluminio, de medidas y aleación según la demanda del cliente. PRODUCCION DE METALES FERROSOS La producción de HIERRO y ACERO comprende el 95% de todo el tonelaje del metal anualmente en los Estados Unidos. Son metales mas económicos del mundo. Se piensa que su fricación empezó alrededor del 1200 a.C El primer tonelaje alto de fabricación de acero se hizo alrededor de 1855 del proceso Bessemer que fue el proceso industrial más económico diseñado para fabricar acero a partir de arrabio fundido. Aunque este proceso de fabricación se había empleado durante cientos de años en otras regiones fuera de Europa, esta fecha marca a primera ocasión en que se utilizaría este proceso a escala industrial El proceso consiste en utilizar la oxidación para eliminar las impurezas del arrabio mediante el soplado de aire en el hierro. La oxidación del hierro eleva la temperatura y mantiene el hierro fundido durante la operación Para este proceso se emplea un contenedor grande denominado Bessemer que esta fabricado a partir de acero con un recubrimiento especial de silicio, arcilla y dolomita PRODUCCION DE ARRABIO. – se denomina arrabio al material fundido que se obtiene en el alto horno mediante reducción del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtención del acero en los altos hornos. Se puede obtener mediante un alto horno o mediante el proceso de reducción directa Los materiales básicos empleados para fabricar arrabio son minerales de hierro, coque y caliza. El coque se quema como combustible para calentarel horno, y al mineral y los reduce a hierro metálico. Principales minerales de hierro: Hematita Magnetita Siderita Limonita ALTO HORNO. – el alto horno es la instalación industrial donde se transforma o trabaja el mineral de hierro. Un alto horno típico esta formado por una capsula cilíndrica de acero de unos 30m de alto forrada de un material no metálico resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios. El diámetro de la capsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. La parte inferior del horno esta dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire que enciende el coque. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra o vacía el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolva redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce el mineral de hierro, el coque y caliza REDUCCION DIRECTA. – En la producción del acero también se puede utilizar el método de reducción directa, el que emplea agentes reactivos reductores como gas natural, coque, aceite combustible, monóxido de carbono, hidrogeno o grafito. El procedimiento consiste en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores, con lo que algunos elementos no convenientes para la fusión del hierro son eliminados. El producto del sistema de reducción directa es el hierro esponja que consiste en unos pellets de mineral de hierro los que pueden ser utilizados directamente para la producción de acero con características controladas Solo el 2% de la producción mundial de arrabio se obtiene por este método El costo de producción es menor que en un alto horno El mineral de hierro es introducido en tolvas que se encuentra en la parte superior del horno, en donde desciende a través del horno por acción de la gravedad, mientras se calienta y se le inyecta los gases en contracorriente con altos contenidos de H2 y CO2 para de esa manera obtener el hierro reducido libre de oxígeno. Esto gases reaccionan con el Fe2O3 presente en el mineral de hierro y lo transforman en hierro metálico, dejando el H2O y el CO2 HORNOS PARA CONVERSION DE ARRABIO. – El arrabio puede ser refinado para producir: Hierro Dulce Acero Hierro Fundido Hierro Maleable o Nodular Hornos utilizados para convertir arrabio en metales ferrosos: De aire o reverbero Horno de oxigeno básico Convertidor Bessemer Crisol Horno de Cubilote Horno eléctrico Horo de inducción Horno de hogar abierto
