Subido por Kira_1458

CADENA PRODUCTIVA DEL ALUMINIO

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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
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