Cobre

Química. Geología. Metal. Elemento químico. Región chilena. Utilización. Productos. Fuentes. Extracción

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Trabajo de Química

Introducción

¿Qué es el cobre?

Ya eran conocidas en épocas prehistóricas las primeras herramientas y enseres fabricados de cobre. Si bien no se sabe con exactitud la fecha del descubrimiento de este metal, se sabe que fue durante la época neolítica, aproximadamente, en el 8000 a.C.

De símbolo Cu el cobre es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metálica, color pardo rojizo, dúctil, tenaz y tan maleable que puede extenderse en laminas tan delgadas que dejan paso a rayos luminosos; es muy buen conductor del calor y de la electricidad y cuando se le frota exhala un olor propio particular. Es un elemento químico de cuerpo simple. Su punto de fusión es de 1.083°C mientras que su punto de ebullición es de unos 2.567°C. Su densidad es de 8,9 gr/cm3 y su masa atómica es de 63,546.

El cobre ocupa el lugar 15 en abundancia en los elementos de la corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros metales como el oro, plata, bismuto y plomo, apareciendo en pequeñas partículas en rocas, aunque se han hallado masas compactas de hasta 420 toneladas.

Hoy en día, la demanda de cobre en el mundo es muy alta; sin embargo, éste, al estar siendo reemplazado por sustancias químicas artificiales, ha perdido su valor original, y su precio, tiende a disminuir, cosa que desventaja considerablemente a nuestro país, ya que el cobre e la primera fuente de exportación de Chile.

Utilizaciones del Cobre

El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones debido a sus ventajosas propiedades, como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza.

Debido a su extraordinaria conductividad, superada solo por la plata, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diámetro a partir de 0,025 mm. La resistencia del alambre del cobre para ser estirado es de 4200 kg/cm2. Al tener estas propiedades, un alambre de cobre puede ser usado tanto en cables y líneas de alta tensión en el exterior, como en circuitos simples dentro de una casa ((lámparas y maquinaria eléctrica en general). También se puede usar en motores, transformadores, generadores y aparatos electromagnéticos.

Sin embargo, este extraordinario metal ha tenido usos más prácticos a lo largo de la historia. Desde la acuñación de monedas hasta simples sartenes, ollas y útiles de cocina. Incluso, en el tiempo de los grandes galeones y barcos de guerra, se acostumbraba a reforzar la quilla de los barcos de madera, para así evitar un hundimiento ante una posible colisión. También, debido a su belleza y maleabilidad, el cobre se ha utilizado mucho para la fabricación de objetos ornamentales.

  • Sub-productos del cobre

Sin embargo, uno de los más importantes usos del cobre es para la fabricación de aleaciones. Estas al ser más resistentes que el cobre puro, no pueden ser usadas en la fabricación de alambres de electricidad. No obstante, su resistencia a la corrosión es casi tan buena como la del cobre puro, y son de fácil manejo. Las aleaciones más importantes son el latón (cobre más zinc) y bronce (cobre más estaño). Ambas se emplean en grandes cantidades. Algunas aleaciones menos conocidas son el monel (cobre más níquel) y la alpaca o plata alemana (cobre más cinc más níquel) un metal blanco que puede ser confundido con la plata.

Por último algunas disoluciones del cobre tienen la propiedad de disolver la celulosa, por lo que el rayón (seda artificial fabricada a partir de la celulosa) contiene cobre a su vez. También se emplea en fungicidas, pesticidas e incluso, como pigmento para pinturas y coloraciones.

AEl cobre en su estado natural

El cobre se ha encontrado h coexistido junto con nuestro planeta por millones de años. ¿Pero será tan fácil extraerlo, limpiarlo y purificarlo para tener como resultado, el metal brilloso y rojizo que todos conocemos?

Para extraer los filones de cobre se usan generalmente sólo dos métodos. El primero, comúnmente llamado “a tajo abierto” consiste en enormes canteras que parecen estrados de un anfiteatro gigantesco. Los estrado son abiertos con explosivos que remueven toneladas de material y a lo largo de ellos se instalas vías de transporte que llevan el material a la fundición. El segundo es por medio de galerías subterráneas; se explotan primero los niveles superiores de producción para dejar caer el mineral a lo niveles inferiores desde donde son transportados.

Para aprender como es el proceso del refinamiento de este metal, primero tenemos que entender que este no siempre se presenta de la misma forma. Así como éste puede encontrarse en bruto, casi intacto, también puede encontrarse en diferentes estados, tales como óxidos y sulfuros de este mismo. Sin embargo, hay un proceso común para todos los tipos que tiene como objetivo el fundir y luego “armar” lingotes o weavers (bloques de cobre puro).

  • Cobre en bruto: se tritura, se lava y se prepara en barras después de fundirlo previamente en grandes hornos a altas temperaturas

  • Óxidos y carbonatos de cobre: antes de ser fundido, deben ser reducidos con carbono.

  • Sulfuros de cobre: las menas más importantes tienen frecuentemente solo este tipo de cobre. A menudo, no contiene más de un 12% de cobre puro, llegando incluso a sólo un 1%. Estos deben ser triturados y concentrados por flotación antes de continuar con el resto de los procesos.

  • El cobre en el mundo

En el mundo, las principales fuentes de cobre son la calcoprita y la bornita (sulfuros mixtos de hierro y cobre), seguidos por la carcosina y la corvellina (sulfuros de cobre), la primera muy común en nuestro país, Chile, y la segunda, la principal fuente de cobre de EE.UU. También es común en este país la enargenita (un sulfuarsenato de cobre) y la malaquita (un carbonato básico del mismo). En nuestro país, sin embargo, aparte de la carcosita, es muy abundante la atacamita (un cloruro básico) que debe su nombre a la región de Atacama, por encontrarse con más abundancia en esta región. Europa sólo presenta la azurita (otro carbonato básico del cobre), la cual también se encuentra en Australia, Yugoslavia, Sudáfrica y México.

Los principales exportadores de este metal en el mundo son: Chile (con casi el 25% de la reserva mundial), EE.UU (aunque su cobre no es de tan buena calidad), Sudáfrica y Libia, Rusia (incluyendo algunos países de la ex UU.RR) Y México.

  • Cobre en Chile

Chile posee aproximadamente el 25% de las reservas mundiales conocidas de cobre, y a comienzos de los '80 se convirtió en el primer país productor. Es por esto quizás, que Chile es, hoy en día, el país que dispone de uno de los mayores yacimientos de cobre conocidos, y es uno de los principales exportadores de este metal.

La producción de este mineral ha llegado a ser de más de un millón de toneladas métricas promedio en el decenio. El cobre es el principal producto de exportación de este país, constituyendo casi el 50% del total anual. Este nivel ha sido alcanzado con sucesivos aumentos anuales. La producción de este metal proviene principalmente de la segunda y de la sexta región que en forma conjunta contribuyen en un 68,44% a la producción nacional.

En la segunda región el principal mineral corresponde a Chuquicamata, existiendo otros como EL Abra, La Escondida, La Exótica, Quebrada Blanca Y Mantos Blancos. Por si sola esta región genera el 46,5% de la producción nacional.

En la sexta región el principal material es El Teniente.

Entre la tercera y quinta región también existen yacimientos importantes como son El Salvador, El Soldado, Andina y Los Bronces.

Estudios geológicos que han sido realizados muestranla presencia de yacimientos en las regiones séptima y octava, los que actualmente no son explotados.

Conclusión

Nosotras creemos que este trabajo nos ayudó a conocer más sobre este metal que es tan común en nuestro país; que mueve la mayor parte de nuestra economía nacional, ya que se encuentra en gran cantidad, y gracias a que hemos sabido aprovechar, como país, el gran potencial que el cobre económicamente tiene: no sólo en el medio laboral, sino también en el hecho de que este metal sea tan indispensable que el resto de los países este obligado a comprarnoslo.

Aprendimos sobre los procesos de refinamiento, y que no solo es escarbar la tierra, sacar un pedazo de cobre y venderlo. El proceso es muy complejo, y hay veces, en que el porcentaje de cobre dentro de un filón de roca es tan mínimo, que es necesario procesos químicos, de flotación y de concentración por medio de sustancias para poder obtener el resultado final, que es un “weaver” o lingote de cobre.

En Conclusión podemos deducir que el cobre, además de ser un metal de extraordinarias propiedades, y que nos permite fabricar todo tipo de elementos básicos (alambres eléctricos etc.) aporta trabajo para millones de chilenos; y no solo esto sino que al ser uno de los países que más exporta cobre en el mundo, nos coloca en un lugar privilegiado frente al resto del mundo.

Bibliografía

  • http://lucas.simplenet.com/trabajos/mineros/mineros.html

  • http://britannica.com /search: copper+history

  • http://www.encarta.msn.es /buscar: cobre

  • Enciclopedia Universal Sopena, Editorial Ramón Sopena, Barcelona Tomo 2 (bb-com) /cobre