La Metalurgia Del Aluminio

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LÁZARO

CÁRDENAS
PROCESOS METALURGICOS II
UNIDAD 4: METALURGIA DEL ALUMINIO
Alumno(os):
BRENDA BAUTISTA GALLEGOS
Karen Lucero Delgado
Miguel Ángel García
“RESUMEN DE EXPOCIONES DE LA UNIDAD”
DOCENTE: M.C. AUGUSTO VALADEZ ALFARO

ABUNDANCIA DEL ALUMINIO Y SU IMPORTANCIA ECONÓMICA
Abundancia del aluminio
 Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza

 Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes
en la mayoría de las rocas sobre todo en las ígneas, que contienen aluminio en forma de
minerales de alúmino silicato.
 El aluminio también se encuentra presente en la vegetación y en los animales
 El aluminio no se encuentra nunca como metal libre; usualmente se encuentra como silicato
de aluminio o como silicato mixto de aluminio y otros metales como sodio, potasio, hierro,
calcio y magnesio.
 La bauxita, un óxido impuro hidratado de aluminio, es la fuente comercial de aluminio y sus
compuestos.
La estadística muestra un ranking de los principales países productores de aluminio a nivel

mundial en el año 2017. En ese año, China fue el primer país productor de aluminio, con
aproximadamente 32,6 millones de toneladas métricas, por delante de Rusia y Canadá.
Importancia económica
El aluminio es el segundo metal más utilizado en el mundo, solo detrás del acero. Su resistencia y
ligereza lo han convertido en un insumo estratégico en la fabricación de equipo de transporte, en
el sector de la construcción, así como en la elaboración de envases y empaques. En 2014, la
producción mundial de este metal creció 3.8 por ciento.
China es el actor más relevante del mercado mundial del aluminio al concentrar alrededor de 47%
de la producción y de 45% de la demanda. Otros importantes productores mundiales del metal
son Rusia, Canadá y Australia. Mientras que Estados Unidos, Japón y la Unión Europea dan cuenta
de otra parte significativa de la demanda mundial.
En México la producción de aluminio es aún modesta, aunque crece de manera consistente. Su

participación en el conjunto de la economía todavía es pequeña.
De acuerdo con indicadores del Inegi, de enero a agosto de 2015 la industria básica del aluminio
tuvo una capacidad de planta promedio utilizada de 77% por debajo del sector manufacturero que
registró un promedio de 80%. En contraste, una porción significativa de la demanda nacional se
cubre con importaciones.
MINERALOGÍA DE LOS MINERALES Y YACIMIENTOS DEL ALUMINIO
El aluminio no se encuentra puro en la naturaleza, sólo existe en una combinación estable con
otros materiales (particularmente en sales y óxidos), formando parte de los siguientes minerales:
 Silicatos:
Caolín → Al2 Si2O5(OH)4
Arcilla → Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O
Feldespato → genérica del grupo: (K,Na,Ca,Ba,NH4)(Si,Al)4O8
Mica → AC2-3T4O10X2
Pizarras
 Óxidos:
Óxido de Aluminio Hidratado
Óxido de Aluminio Anhídrido → alúmina (Al2O3)
Bauxita → Al(OH)3·nH2O
Corindón, Rubí, Zafiro (en forma cristalina, como el diamante con el carbono)
 Fluoruros:
Criolita (fluoruro doble de sodio y aluminio) → Na3AlF6

A pesar de la gran abundancia del aluminio en combinaciones de más de 270 minerales en la
corteza terrestre, los minerales comercialmente explotables de aluminio son pocos.
Yacimientos de aluminio
Actualmente, la mayor parte de la minería de bauxita está situada en

el Caribe, Australia, Brasil y África, que producen bauxitas más fáciles de disgregar que las
europeas.
El aluminio en México
México ocupa uno de los primeros lugares a nivel mundial en:
 Producción de monoblocks y cabezas de motores para automóviles.

 Producción y diseño de escaleras de aluminio para uso doméstico e industrial.
 Fabricación de partes de aluminio para televisores.
 Componentes de aluminio para equipos celulares de nueva generación.
 Componentes de aluminio para equipos de generación de energía limpia (fuentes renovables
de energía) como la eólica.
 Producción de lámina de aluminio para uso desde utensilios de cocina, hasta aplicaciones
industriales.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL ALUMINIO Y SUS
MINERALES
El aluminio es un elemento químico de símbolo Al y número atómico 13 (trece protones y trece
electrones) con una masa de 27 u. A temperatura ambiente es sólido, siendo el elemento metálico
más abundante de la corteza terrestre.
Características físicas:
 El aluminio es un metal plateado con un tono levemente azulado.

 Posee brillo.
 Tiene un punto de ebullición y de fusión de 660 ° C (1220 ° F) y 2,327-2,450 ° C (4,221-4,442 °
F) respectivamente.
 Su densidad es de 2,708 gramos por centímetro cúbico.
 Es un elemento dúctil y también maleable.
 Es un excelente conductor de electricidad.
 Es liviano y suave.
 Presenta resistencia a la corrosión.
 No es un metal tóxico.
 No posee propiedades magnéticas.
 No se producen chispas cuando se lo expone al rozamiento.
 Es un buen conductor del calor.
Características químicas:
 En el aire húmedo se combina lentamente con el oxígeno para formar óxido de aluminio.
 Es un metal bastante activo.
 Reacciona con muchos ácidos calientes.
 También reacciona con bases.
 Este elemento reacciona rápidamente con el agua caliente.
 Cuando está en forma de polvo, este se prende fuego rápidamente cuando se lo expone a una
llama.
PROCESO WÖHLER
Reducción del cloruro por potasio.
Los intentos de los químicos Humphry Davy y Berzelius de preparar aluminio a partir de alúmina
(Al2O3) a través de la descomposición electrolítica habían fallado. Wöhler empleó un enfoque
químico para obtener el aluminio, el proceso incluía:
 La reducción de cloruro de aluminio anhidro por amalgama de potasio.
 Seguido de tratamiento con agua.
Produjo un polvo gris que Wöhler pudo identificar como el elemento aluminio.
3K + AlCl3 → Al + 3KCl
PROCESO BAYER
Tipos de proceso Bayer
• Proceso Bayer de baja temperatura:
Trata bauxitas de naturaleza gibbsita. También conocido como Bayer Americano.
• Proceso Bayer de alta temperatura:
Trata bauxitas de alto contenido en monohidrato, tipo bohemitas. También conocido como Bayer
Europeo.
Etapas del proceso
1.- Molienda de la bauxita y preparación de la pulpa.
Recibida la bauxita se almacena en los parques para la homogeneización.
2.- Digestión de la pulpa y aprovechamiento de calor.
La pulpa se pone en contacto con el licor pobre procedente de precipitación.
3.- Decantación, lavado de lodos rojos y clarificación del licor.
La pulpa proveniente de la digestión se somete a la separación de los lodos y las arenas que
contiene.
4.- Precipitación del hidrato
La precipitación espontánea del hidrato es difícil. Lo que se hace es la SIEMBRA de cristales de

hidrato, generalmente fino y en cantidad controlada, obteniéndose la granulometría deseada.
5.- Clasificación y lavado del hidrato.

El hidrato se clasifica en los tanques de sedimentación en función de diámetro crecientes
6.- Calcinación
El hidrato se seca y se calcina.
Proceso Hall-Heroult
En este proceso la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba electrolítica revestida
interiormente de carbón en un baño electrolítico con criolita (Na3AlF6) fundida. La cuba actúa
como cátodo, mientras que como anódos se suelen utilizar unos electrodos de carbón de
Soldberg. La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular.
Parámetros del proceso
 Tensión: 5-6 V.
 Densidad de corriente: 1,5-3 A/cm2, lo que supone una corriente de 150 000 amperios.
 Los electrodos han de estar siempre a la misma altura, por lo que hay que regularlos ya que se
van descomponiendo durante la reacción.
 Hay que controlar que la proporción de alumina sea constante durante el proceso, por lo que
habrá que ir vertiendo más según avance el proceso.
RECICLAJE DEL ALUMINIO

Las latas de bebidas hechas de aluminio son comúnmente recicladas de la siguiente forma básica:
1. Las latas son primero separadas de los residuos sólidos normalmente usando un separador
electromagnético.
2. Se cortan las latas en piezas pequeñas y de igual tamaño para minimizar el volumen y facilitar
el trabajo de las máquinas que trabajan con el material.
3. Se limpian estos trozos química o mecánicamente.
4. Estos trozos se hacen grandes bloques para minimizar el efecto de la oxidación cuando se
fundan, pues la superficie del aluminio se oxida instantáneamente cuando se expone al
oxígeno.
5. Se cargan los bloques en los altos hornos y se calientan a 750°C ± 100°C para conseguir
aluminio fundido.
6. Se retira la escoria y el hidrógeno disuelto y se desgasifica. El aluminio fundido disocia

rápidamente el hidrógeno del vapor de agua y de los contaminantes hidrocarbonados.
7. Se toman muestras para un análisis espectroscópico. Dependiendo del producto final deseado,
se añade a la mezcla aluminio de alta pureza,para conseguir unas especificaciones adecuadas
para la aleación. Las 5 aleaciones de aluminio más usadas son, aparentemente, aluminio 6061,
aluminio 7075, 1100, 6063, y 2024.5
8. El alto horno se abre, se saca el aluminio fundido y se repite el proceso para un nuevo lote de
metal desechado. Dependiendo del producto final puede ser moldeado en lingotes, molduras
o barras en forma de grandes bloques para su posterior laminación, atomización, extrusión, o
transporte en estado fundido a otras instalaciones de fabricación para seguir su
procesamiento.
Beneficios de reciclar aluminio.
El reciclaje de latas de aluminio ahorra valiosos recursos naturales, energía, tiempo y dinero.
Las latas de aluminio son únicas: Dentro de 60 días, una lata se recicla y se convierte en una nueva
lata.
El aluminio es un metal sostenible y se puede reciclar una y otra vez. Hoy en día es más barato y
más rápido que nunca el reciclar aluminio de forma eficiente. La lata de aluminio es 100 %
reciclable y puede ser reciclada indefinidamente. La lata de aluminio sigue siendo el más reciclable
de todos los materiales.
En 2007, 54 mil millones de latas se reciclaron, el ahorro de la energía equivalente a 15 millones de

barriles de petróleo o todo el consumo de gas de Estados Unidos en un día.

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Abundancia del aluminio

 Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza

La estadística muestra un ranking de los principales países productores de aluminio a nivel

En México la producción de aluminio es aún modesta, aunque crece de manera consistente. Su

Caolín → Al2 Si2O5(OH)4

Arcilla → Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O

Feldespato → genérica del grupo: (K,Na,Ca,Ba,NH4)(Si,Al)4O8

Óxido de Aluminio Hidratado

Óxido de Aluminio Anhídrido → alúmina (Al2O3)

Criolita (fluoruro doble de sodio y aluminio) → Na3AlF6

Actualmente, la mayor parte de la minería de bauxita está situada en

México ocupa uno de los primeros lugares a nivel mundial en:

 Producción de monoblocks y cabezas de motores para automóviles.

 El aluminio es un metal plateado con un tono levemente azulado.

 La reducción de cloruro de aluminio anhidro por amalgama de potasio.

 Seguido de tratamiento con agua.

• Proceso Bayer de baja temperatura:

Trata bauxitas de naturaleza gibbsita. También conocido como Bayer Americano.

• Proceso Bayer de alta temperatura:

Etapas del proceso

1.- Molienda de la bauxita y preparación de la pulpa.

Recibida la bauxita se almacena en los parques para la homogeneización.

2.- Digestión de la pulpa y aprovechamiento de calor.

La pulpa se pone en contacto con el licor pobre procedente de precipitación.

3.- Decantación, lavado de lodos rojos y clarificación del licor.

4.- Precipitación del hidrato

La precipitación espontánea del hidrato es difícil. Lo que se hace es la SIEMBRA de cristales de

5.- Clasificación y lavado del hidrato.

El hidrato se seca y se calcina.

Parámetros del proceso

RECICLAJE DEL ALUMINIO

3. Se limpian estos trozos química o mecánicamente.

6. Se retira la escoria y el hidrógeno disuelto y se desgasifica. El aluminio fundido disocia

Beneficios de reciclar aluminio.

En 2007, 54 mil millones de latas se reciclaron, el ahorro de la energía equivalente a 15 millones de

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