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Metalurgia,

ciencia y tecnologa de los metales, que incluye su extraccin a partir de los minerales metlicos, su

preparacin y el estudio de las relaciones entre sus estructuras y propiedades. Desde tiempos muy remotos, el

uso de ciertos metales conocidos, como el cobre, hierro, plata, plomo, mercurio, antinmico y estao, se

convirti en indispensable para la evolucin de las distintas civilizaciones. Por ello, la metalurgia es una

actividad a la que el ser humano ha dedicado grandes esfuerzos. Desde la antigedad ya se aplicaban algunastcnicas metalrgicas, como el moldeo a la cera perdida utilizado por los chinos, egipcios y griegos; la

soldadura inventada por Glauco en el siglo VII a. C., y el tratamiento trmico para el temple con acero

utilizado por los griegos. No fue hasta la edad media cuando aparecieron otras tcnicas metalrgicas de

importancia, y as, durante el siglo XIII aparecieron los primeros altos hornos y la fundicin. Este artculo slo

se refiere a la extraccin de metales. Para una informacin ms detallada de la metalurgia de los distintos

metales, vanse los artculos sobre cada metal. Vase tambin Metalografa; Metales.

Los procesos metalrgicos constan de dos operaciones: la concentracin, que consiste en separar el metal o

compuesto metlico del material residual que lo acompaa en el mineral, y el refinado, en el que se trata de

producir el metal en un estado puro o casi puro, adecuado para su empleo. Tanto para la concentracin como

para el refinado se emplean tres tipos de procesos: mecnicos, qumicos y elctricos. En la mayora de loscasos se usa una combinacin de los tres.

Uno de los mtodos de concentracin mecnica ms sencillos es la separacin por gravedad. Este sistema se

basa en la diferencia de densidad entre los metales nativos y compuestos metlicos y los dems materiales con

los que estn mezclados en la roca. Cuando se tritura el mineral o el concentrado de mineral y se suspende en

agua o en un chorro de aire, las partculas de metal o del compuesto metlico, ms pesadas, caen al fondo de

la cmara de procesado y el agua o el aire se llevan la ganga (material residual), ms ligera. La tcnica de los

buscadores de oro para separar el metal de las arenas aurferas mediante cribado, por ejemplo, es un proceso

de separacin por gravedad a pequea escala. Del mismo modo, la mayor densidad relativa de la magnetita,

un mineral de hierro, permite separarla de la ganga con la que se encuentra mezclada.

La flotacin es hoy el mtodo ms importante de concentracin mecnica. En su forma ms simple, es un

proceso de gravedad modificado en el que el mineral metlico finamente triturado se mezcla con un lquido.

El metal o compuesto metlico suele flotar, mientras que la ganga se va al fondo. En algunos casos ocurre lo

contrario. En la mayora de los procesos de flotacin modernos se emplean aceites u otros agentes

tensioactivos para ayudar a flotar al metal o a la ganga. Esto permite que floten en agua sustancias de cierto

peso. En uno de los procesos que utilizan este mtodo se mezcla con agua un mineral finamente triturado que

contiene sulfuro de cobre, al que se le aaden pequeas cantidades de aceite, cido y otros reactivos de

flotacin. Cuando se insufla aire en esta mezcla se forma una espuma en la superficie, que se mezcla con el

sulfuro pero no con la ganga. Esta ltima se va al fondo, y el sulfuro se recoge de la espuma. El proceso de

flotacin ha permitido explotar muchos depsitos minerales de baja concentracin, e incluso residuos de

plantas de procesado que utilizan tcnicas menos eficientes. En algunos casos, la llamada flotacin diferencial

permite concentrar mediante un nico proceso diversos compuestos metlicos a partir de un mineral complejo.

Los minerales con propiedades magnticas muy marcadas, como la magnetita, se concentran por medio de

electroimanes que atraen el metal pero no la ganga (vase Magnetismo.

La concentracin electrosttica utiliza un campo elctrico para separar compuestos de propiedades elctricas

diferentes, aprovechando la atraccin entre cargas opuestas y la repulsin entre cargas iguales.

Los mtodos de separacin o concentracin qumica son en general los ms importantes desde el punto de

vista econmico. Hoy, esta separacin se utiliza con frecuencia como segunda etapa del proceso, despus de

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la concentracin mecnica. La fundicin proporciona un tonelaje mayor de metal refinado que cualquier otro

proceso. Aqu, el mineral metlico, o el concentrado de un proceso de separacin mecnica, se calienta a

elevadas temperaturas junto con un agente reductor y un fundente. El agente reductor se combina con el

oxgeno del xido metlico dejando el metal puro, mientras que el fundente se combina con la ganga para

formar una escoria lquida a la temperatura de fundicin, por lo que puede retirarse de la superficie del metal.

La produccin de hierro en los altos hornos es un ejemplo de fundicin (vase Siderurgia); este mismo

proceso se emplea para extraer de sus minerales el cobre, el plomo, el nquel y muchos otros metales.

La amalgamacin es un proceso metalrgico que utiliza mercurio para disolver plata u oro formando unaamalgama. Este sistema ha sido sustituido en gran medida por el proceso con cianuro, en el que se disuelve

oro o plata en disoluciones de cianuro de sodio o potasio. En los diversos procesos de lixiviacin o

percolacin se emplean diferentes disoluciones acuosas para disolver los metales contenidos en los minerales.

Los carbonatos y sulfuros metlicos se tratan mediante calcinacin, calentndolos hasta una temperatura por

debajo del punto de fusin del metal. En el caso de los carbonatos, en el proceso se desprende dixido de

carbono, y queda un xido metlico. Cuando se calcinan sulfuros, el azufre se combina con el oxgeno del aire

para formar dixido de azufre gaseoso, y tambin resulta un xido metlico. Los xidos se reducen despus

por fundicin.

La sinterizacin y la ondulacin aglomeran partculas finas de mineral. En la primera se utiliza un

combustible, agua, aire y calor para fundir las partculas finas de mineral y convertirlas en una masa porosa.En la ondulacin, las partculas se humedecen, se convierten en pequeos ndulos en presencia de un fundente

de piedra caliza y a continuacin se cuecen.

Otros procesos, entre los que destacan la piro metalurgia (metalurgia de altas temperaturas) y la destilacin, se

emplean en etapas posteriores de refinado en diversos metales. En el proceso de electrlisis (vase

Electroqumica), el metal se deposita en un ctodo, bien a partir de disoluciones acuosas o en un horno

electroltico. El cobre, el nquel, el cinc, la plata y el oro son varios ejemplos de metales refinados por

deposicin a partir de disoluciones acuosas. El aluminio, el bario, el calcio, el magnesio, el berilio, el potasio

y el sodio se procesan en hornos electrolticos.

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