PROCESO DE OBTENCION DEL CROMO APARTIR DE

LA CROMITACARLOS ALFREDO GARCÍA ARREDONDOFRANCISCO JAVIER ZEPEDA PÉREZ

CROMITA El cromo se encuentra en la naturaleza casi

exclusivamente en forma de compuestos.

El mineral de cromo más importante es la cromita (cromoferrita, pirita crómica).

El cromo puro se obtiene por reducción del óxido de cromo (III) con aluminio (procedimiento aluminotérmico), mediante electrólisis o a través del ioduro crómico.

COMOSICIÓN DE LA CROMITA Cr3O3 34-54%

Al2O3 16-31% MgO 9-15% FeO 14-20% Ni 2-12% Zn 8-15% Cu .1-1%

La mina de cromo-niquel La Gallega, en España, Se han citado en ella niquelina, cromita, gersdorfita, maucherita y westerveldita, entre otras especies.

Ley de corte. La ley de corte es el criterio empleado en

minería para discriminar entre el mineral y estéril. Tomando en cuenta que la mina cumpla el rendimiento del 10% para que sea rentable Para nuestra mina tiene una baja ley de 0,45% y una ley promedio de 0,89%.

La extracción del material se realiza siguiendo una secuencia de las siguientes fases:Perforación.Tronadura.Carguío.Transporte.

El producto principal de este proceso es la entrega de mineral para ser procesado en la planta de beneficio.

Los emprendimientos de extracción y procesamiento de minerales comprenden una serie de acciones que producen significativos impactos ambientales, que perduran en el tiempo, mucho más allá de la duración de las operaciones de extracción de minerales.

Los proyectos de este sector se relacionan con la extracción, transporte y procesamiento de minerales y materiales de construcción. Estas actividades incluyen:

Operaciones en la superficie y subterráneas, para la producción de minerales metálicos, no metálicos e industriales.

EXTRACCIÓN.

Obtención del oxido de cromo

El cromo (que como elemento representa el 0.22% de la masa de la litosfera) se encuentra en la naturaleza como cromita (Fe(CrO2)2) y crocoita (PbCrO4).

En solución acuosa desplaza al cobre Cu, Zn y Ni de sus sales, se disuelve en HCl diluido formando compuestos de Cr(II). A altas temperaturas el cromo metálico es atacado por el O2, H2O y SO2.

Proceso metalotermico El proceso térmico utiliza carbono, silicio o

aluminio como agente reductor. La carga se pesa y se carga automáticamente en una tolva en una estación de pesaje computarizada.

La estación utiliza diversas técnicas de eliminación para evitar las emisiones a la atmósfera.

Este usa mallas para separar los elementos en la soluciones acuosas de las mezclas como Ni,Cu,Zn.

En la producción de diferentes artículos del cromo no se consta con ningún tipo de control de las soluciones acuosas se obtiene varios cloruros como zinc cobre y níquel

En el cloruro de zinc tiene muchas aplicaciones en los procesos textiles, fabricación de decapantes (flux, en inglés) y de catalizadores para síntesis orgánica.

El cloruro de cobre se usa como desodorante en la destilación del petróleo, en los textiles, la metalurgia, la fotografía y los productos agrícolas, como aditivo para piensos y conservante de la madera. También en la fabricación de papel fotosensible, como pigmento para vidrios y cerámicas y en la purificación del agua.

El uso de azufre produciendo gas en el proceso se usa para el inicio de la fermentación, con el objeto de seleccionar aquellos microorganismos que son capaces de realizar una correcta fermentación de los azúcares contenidos en el mosto.

Sin embargo, es menos reactivo que lo esperado en base a su potencial redox (E°Cr3+/Cr = -0.74V), fenómeno que se conoce como pasivado del metal. Debido a esto es insoluble en ácido nítrico fumante1 y en agua regia2

El Cr presenta estados de oxidación inferiores a +2 solamente en ciertos compuestos de coordinación. En solución acuosa el estado de oxidación más bajo posible es +2 y tales soluciones son fuertemente reductoras. Se conocen los haluros CrF2, CrCl2, CrBr2 y CrI2. El óxido de Cr(II), CrO, puede prepararse por reducción del Cr2O3.

Los compuestos de Cr(III) son muy estables y numerosos. Los trihalogenuros anhidros CrX3 se obtienen por reacción directa de los halógenos con el metal. Son insolubles en agua y sirven de productos de partida para la preparación de compuestos orgánicos de cromo.

Proceso Una vez completada la carga, la tolva se lleva a

una sala cerrada para mezclar el contenido. Para minimizar el polvo en el lugar de trabajo, se mantiene una presión negativa mediante un ventilador en la sala de mezcla, y se extrae el aire a la atmósfera a través de una unidad de filtro. La tolva se coloca por último en una plataforma de alimentación automática en la estación de cocción.

El crisol de cocción se prepara apisonando arena refractaria alrededor de una matriz central.

La arena se alimenta desde una tolva de almacenamiento a través de una “chorreadora de arena” y se mezcla con agua. Luego se aplica vibración al crisol para compactar la arena. La tolva de alimentación está equipada con un sistema integral de extracción de polvo y una unidad de filtro.

Tras apisonar el crisol de cocción, la superficie interna se une con solución aglomerante diluida y se seca bajo una campana con combustión a gas antes de su transferencia a la estación de cocción. Los vapores de combustión de la campana de secado se envían a la atmósfera a través de una chimenea mediante convección natural.

OBTENCIÓN El cromo puro, libre de carbono, se obtiene por el

procedimiento aluminotérmico de GOLDSHMIDT, que ha desterrado casi totalmente al antiguo procedimiento electroquímico. Se mezcla óxido de cromo pulverizado con metal aluminio granulado y se inflama la mezcla con una cereza de ignición.

Se desarrolla una reacción sumamente violenta según la reación

Cr2O+Al=Al2O3+Cr2. Empleando grandes cantidades de material, la

temperatura sube hasta 3000º , de modo que no sólo se funde el metal sino también la lúmina.

Precipitación El óxido de cromo obtenido por precipitación de

la solución de sulfato de cromo no satisface a estas condiciones, pues por lavado no puede purgarse completamente de sal.

El óxido de cromo no reacciona con bastante violencia con el aluminio. Para acelerar la reacción y hacer que se propague de un modo uniforme, se mezcla aquél íntimamente con algo de ácido crómico o de cromato, unos 3-4 Kg., por 100 Kg., lo más conveniente es encandecerlo con un poco de álcali o tierra alcalina.

Se forma entonces algo de sal de ácido crómico (cromato) que queda mezclado en estado de fina división con el óxido de cromo. La cantidad de óxido antes mencionada exige 34-35 kg., de sémola de aluminio, es decir  algo menos que la cantidad calculada, con el fin de poder obtener con seguridad un cromo libre de aluminio.

La mezcla termita (composición pirotécnica de aluminio y un óxido metálico) se inflama. A medida que va avanzando la reacción, se agregan nuevas cantidades.

El procedimiento puede disponerse en forma continua si en el crisol existen dos agujeros de colada, uno para el metal en el fondo y otro para la escoria fundida. El crisol está formado por una envoltura de chapa revestida de magnesia. El revestimiento no puede ser de material que contenga ácido silícico, pues la alúmina líquida fundiría el revestimiento e impurificaría el metal con silicio.

El crisol, es apropiado tan sólo para ensayos en pequeña escala, unos 2 kg., mientras que el crisol automático citado allí mismo se ha comportado bien en la obtención de grandes cantidades de metal.

Diferentemente de lo que se hacía con el primero, éste se carga de una vez con toda la cantidad de termita (hasta varios cientos de Kg.). Terminada la reacción, se dejan salir separadamente el metal y las escorias o se separan entre sí en la colada.

También después de frío se consigue la separación, por medio de golpes, sin dificultad.

El metal obtenido es casi del 99% y contiene como impurezas cantidades casi insignificantes de hierro y silicio (99% de Cr, 0,6% y 0,5% de Al; encontró 98,40 y 98,54% de Cr juntamente con 0,74 y 0,85% de Fe+Al y 0,40 y 0,36% de Si.

La escoria que resulta como producto secundario consta de corindón que se encuentra en el comercio para esmerilar y pulimental (corubin).

El procedimiento aluminotérmico tiene ya de por sí una preponderancia económica sobre todos los demás, mientras que la ausencia de carbono en el metal obtenido da a éste ciertas ventajas si se le compara con el preparado por otros métodos.

Así el cromo producido por aluminogénesis forma aleación son dificultas con el acero líquido y permite la preparación de aceros con un contenido mayor de cromo y un contenido menor de carbono que con el ferrocromo.

Es además perfectamente homogéneo, de manera que no resultan masas defectuosas como cuando se agrega el ferrocromo.

Además, la pérdida por combustión es más pequeña cuando se emplea el cromo al acero en el horno MARTIN, lo cual debe verificarse poco antes de terminar la fusión, que con el empleo del ferrocromo, con el que puede llegar hasta 20-25%. Sobre una modificación del procedimiento aluminotérmico.

Los antiguos procedimientos puramente químicos para la obtención del cromo tienen tan sólo interés histórico, después de la invención de la aluminotermia.

Los procedimientos electrotérmicos sirven ya tan sólo para la obtención del ferrocromo, pero no del cromo puro libre de carbono.

Aplicaciones El cromo encuentra aplicaciones extensas para la

formación de aleaciones, en particular aceros al cromo.

Por las razones ya mencionadas, se prefiere para ello metal libre de carbono, preparado, en particular, por aluminogénesis. El cromo reacciona con los carburos contenidos en el acero para formar carburos de cromo, comunicándole así entre otras propiedades, una gran dureza; sin embargo, para los aceros al cromo se emplea también en gran escala el ferrocromo.

Normas:NOM-004-STPS-1999, Sistemas de protección y

dispositivos de seguridad en la maquinaria y equipo que se utilice en los centros de trabajo.

NOM-010-STPS-1999, Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se manejen, transporten, procesen o almacenen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral.

NOM-017-STPS-2001, Equipo de protección personal - selección, uso y manejo en los centros de trabajo.

NOM-025-STPS-1999, Condiciones de iluminación en los centros de trabajo.

Normas.

NOM-081-ECOL-1994, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición.

NORMA oficial mexicana NOM -CRP-002-ECOL/93, que establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.

Normas NORMA oficial mexicana NOM -CRP-002-ECOL/93, que

establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.

NORMA Oficial Mexicana NOM-012-SCFI-1994, Medición de flujo de agua en conductos cerrados de sistemas hidráulicos-Medidores para agua potable fría -Especificaciones (esta Norma cancela a la

NOM-012-SCFI-1993), Al margen un sello con el Escudo Nacional, que dice: Estados Unidos Mexicanos.- Secretaría de Comercio y Fomento Industrial.- Dirección General de Normas.- Dirección de Normalización.-Subdirección de Metrología