LA OBTENCIÓN DE LOS METALES: EL HIERRO

El hierro es un metal y como tal no se encuentra en estado puro en la naturaleza sino que está formando parte de numerosos minerales. Existen muchos minerales que contienen hierro. Para que un mineral pueda ser utilizado para la obtención de hierro metálico ha de cumplir dos condiciones:
  • Ha de ser un mineral muy abundante
  • Ha de presentar una elevada concentración de hierro puro
Los minerales más utilizados en la actualidad son dos óxidos, la hematita (Fe2O3) y magnetita (Fe304) , la limonita, que es un hidróxido de hierro de fórmula (FeO·OH nH2O) y la siderita o carbonato de hierro (FeCO3).

 

Foto trozo de hematita
Foto roca de magnetita
Imagen de: Wikipedia. Creative Commons Imagen de:. ISFTIC. Creative Commons
Foto roca de limonita de la zona de Murcia
Foto roca de siderita, provicina de Huesca
Imagen de: ISFTIC. Creative Commons Imagen de: ISFTIC. Creative Commons

Una vez extraídas estas rocas tal cual están en la naturaleza han de ser sometidas a numerosos procesos para poder obtener el hierro que tienen en su estructura.

La primera etapa de este proceso consiste en la extracción en las minas de los distintos minerales que contienen hierro. En ellas el mineral, al que llamaremos mena, se encuentra formando parte de las rocas, las cuales además de la mena contienen contienen componentes no útiles llamados gangas. Ambas partes deben ser separadas, para lo que habitualmente se pueden emplear dos métodos:

  • Imantación: en primer lugar se tritura la roca y se hace pasar por un campo magnético aquellos productos que contengan hierro se separarán de las otras rocas.
  • Separación por densidad: una vez triturada, la roca se sumerge en agua. Al tener la mena distinta densidad que la ganga, ésta se separa del mineral de hierro.

EL PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO

Independientemente de cual sea el método utilizado, una vez realizada la separación del mineral de hierro, se le somete a un proceso por el que se forman una especie de aglomerado de mineral llamado pelets. Estos se transportan a la planta siderúrgica donde se procesarán en el alto horno.

Una de las actividades más importantes en el desarrollo de la civilización es la obtención de metales con los que fabricar herramientas. Este conjunto de procesos es bastante complejo, y específico para cada metal.

Pero siempre causa un gran impacto sobre el medio ambiente, que debe minimizarse en lo posible.

Vamos a ver como ejemplo la obtención del mineral de hierro, y su transformación en las distintas formas de hierro y acero; a esto se le denomina siderurgia. No olvides que la industria de fabricación de aceros es de las más importantes de los países desarrollados, pues son básicas para cualquier sector industrial.

Primero hay que sacar el mineral de la mina, que suele ser subterránea en el caso del mineral de hierro, aunque el desbordante crecimiento de la construcción ha multiplicado el aprovechamiento de las minas a cielo abierto; este tipo de mina genera un enorme impacto, hasta el punto de que genera el 75% de todos los residuos industriales de España, según el Instituto Nacional de Estadística.

Imagen 14. Autor: Desconocido. Autorizado su uso educativo no comercial
Imagen 15. Autor: J.F. Meifrén. Autorizado su uso educativo no comercial
Imagen 16. Autor: Lincoln Stein. Licencia Creative Commons
Imagen 17. Autor: Paul Nettles. Licencia Creative Commons

El transporte del mineral dentro y fuera de la mina obliga al uso de gran número de vehículos.

Cuando llega el mineral de hierro a la industria, se procesa junto a caliza y carbón mineral —otros minerales que deben extraerse de minas— en los altos hornos, de forma semejante a grandes chimeneas, donde ocurren las reacciones que transforman el óxido de hierro inicial en hierro metálico.

Los altos hornos consumen una enorme cantidad de energía, y producen muchos gases que terminan, en mayor o menor medida, en la emisión de gases que se difunden en la atmósfera circundante.

El hierro así obtenido contiene una gran cantidad de impurezas, entre ellas el carbono, que si excede cierta proporción, convierte a la aleación en frágil y muy dura.

Para eliminar las impurezas y el carbono en exceso se usan los convertidores, que mediante calentamiento e inyección de gases convierten la mezcla en acero, que no es más que hierro con carbono, al que se puede añadir la proporción deseada de otros elementos.

Imágenes 18 a 21. Autor: Desconocido. Autorizado su uso educativo no comercial

LA OBTENCIÓN DE LOS METALES

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