Revista de Metalurgia               

CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Vol 48, Nº 3 (mayo - junio 2012)  /  doi:10.3989/revmetalm.2012.v48.i3

ISSN: 0034-8570  /  eISSN: 1988-4222

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S . U . M . A . R . I . O   /   C . O . N . T . E . N . T . S

 
Artículos / Articles

 
CSIC - Revista de Metalurgia, 48-3 (2012): 165-174 / doi:10.3989/revmetalm.1102   (www.360grados.org)

[es]  Tostación de un concentrado refractario de oro y plata
J. H. Coronado, M. A. Encinas, J. C. Leyva, J. L. Valenzuela, A. Valenzuela y G.T. Munive

Resumen:  En el procesamiento de minerales de metales preciosos con altos contenidos de pirita, se obtienen concentrados refractarios difíciles de procesar. En este estudio se lixivió un concentrado refractario de oro y plata con cianuro de sodio, obteniéndose extracciones de 34 % para oro y 40 % para plata. Se utilizó el método de tostación para oxidar el concentrado, haciéndolo más susceptible a la cianuración, y extraer más eficientemente el oro y la plata. Las variables analizadas fueron: temperatura de tostación y tiempos de tostación y cianuración. Además, la calcina caliente se agregó a la solución lixiviante a temperatura ambiente para analizar el efecto en el tamaño de partícula y recuperación. Los mejores resultados, aunque no del todo satisfactorios (50 % oro y 61 % plata), se obtuvieron mediante tostación del concentrado durante 4 h a temperaturas de 600 °C, seguido de una cianuración de 20 h. El consumo de cal para elevar el pH a 11,3, se incrementó notablemente hasta 25 kg/m³.

Palabras clave: Tostación; Minerales refractarios; Cianuración.

Roasting of refractory gold and silver concentrate

Abstract: In processing of precious metal ores with high pyrite content, refractory concentrates are obtained, which are difficult to process. A refractory gold and silver concentrate was leached with sodium cyanide. Results show low extraction percentages, being 34 % of gold and 40 % of silver. A roasting method to oxidize the concentrate was used, making it more susceptible to cyanidation, hence a more efficient way to extract precious metals. The variables include roasting temperature and roasting and cyanidation time. In addition, the hot calcine was added to the leaching solution at room temperature to analyze the effect on particle size and recovery. The best results, although not entirely satisfactory (50 % of gold and 61 % of silver) were obtained by roasting the concentrate for 4 h at 600 °C, followed by cyanidation for 20 h. The lime consumption to raise the pH to about 11.3 was increased markedly to 25 kg/m³.

Keywords: Roasting; Refractory minerals; Cyanidation.

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CSIC - Revista de Metalurgia, 48-3 (2012): 175-191 / doi:10.3989/revmetalm.1111   (www.360grados.org)

[es]  La proyección fría (CGs): Una alternativa a las tecnologías convencionales de deposición
M. Villa, S. Dosta, J. Fernández y J. M. Guilemany

Resumen: La proyección fría es una tecnología novedosa para la obtención de recubrimientos y recargues, que se incluye en el campo de la proyección térmica. Debido a que las temperaturas de trabajo son relativamente bajas (siempre por debajo de los puntos de fusión del material), es una técnica ideal para depositar materiales sensibles a la temperatura como materiales nanoestructurados, amorfos o reactivos al oxígeno.La reducción en los costes (materia prima, gases…), la disminución de los tratamientos superficiales (pre-proyección como post-proyección), el aumento de la vida útil de las piezas en servicio, la disminución de los problemas asociados a la fusión del material proyectado (oxidación, corrosión, tensiones residuales a tracción…), el mantenimiento de las estructuras de partida, etc., han hecho de la proyección fría una técnica de proyección eficiente, más ecológica y económicamente más asequible que las técnicas de proyección y de deposición convencionales.

Palabras clave: Proyección fría; Estado del arte; Recubrimientos.

Abstract:  Cold spraying is a new technology to produce coatings and recharges that belongs to the field of thermal spraying. Since work temperature is relatively low (always lower than melting temperature), it is ideally for depositing temperaturesensitive materials such as nanophased and amorphous materials or oxygen-sensitive materials. Material cost reduction (raw materials, gases ...), reduction of surface treatments (pre- and post-spraying), possibility of increasing the pieces life, reduction of the problems associated with material melting (oxidation, corrosion, residual tensile stress ...), maintenance of the starting microstructures, etc., have made that cold spray technique an efficient, more ecological and economically more affordable than conventional spraying and deposition techniques.

Keywords: Cold gas spray; Review; Coatings.

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CSIC - Revista de Metalurgia, 48-3 (2012): 192-198 / doi:10.3989/revmetalm.1126   (www.360grados.org)

[es]  Eliminación de As (V) y producción simultánea de polvo de cobre de un electrolito de Cu(II) - As(V) - H2SO4 mediante electrodiálisis reactiva
J. P. Ibáñez

Resumen: Se investigó la utilización de la electrodiálisis reactiva para eliminar arsénico y producir en forma simultánea polvo de cobre de una solución de Cu(II) - As(V) - H2SO4, a distintas densidades de corriente, temperatura y nivel de aireación de la solución. La eliminación de arsénico fue directamente proporcional a la densidad de corriente, aireación y temperatura. La eliminación alcanzada de As(V) fue de 0,14 mmol/h a 500 A/m2, 25 °C y sin aireación, al introducir un flujo de 6,6 l/h de aire a la solución de trabajo se incrementa la eliminación a 0,31 mmol/h. El Cu(II) se recupera en un 98 % en la forma de polvo de cobre metálico y óxidos de cobre libres de arsénico. El As(V) es eliminado de la solución de trabajo mediante su adsorción en la borra anódica generada por la oxidación del ánodo de plomo empleado.

Palabras claves:  Eliminación de arsénico; Electro diálisis reactiva; Membranas de intercambio iónico; Electrolito ácido; Polvo de cobre.

Removal of As(V) and simultaneous production of copper powder from a Cu(II)-As(V)-H2SO4 electrolyte by using reactive electrodialysis

Abstract: The removal of As(V) and the simultaneous generation of powder of copper from an electrolyte made of As(V) - Cu(II) - H2SO4 was studied by using electro dialysis at several current densities, temperatures and aeration of the electrolyte. The removal of arsenic was proportional to the current density, temperature and aeration used. The removal of arsenic reached a value of 0.14 mmol/h at 500 A/m2, 25 °C and without aeration, this value increased to 0.31 mmol/h by increasing the aeration to 6.6 l/h. The Cu(II) was recovered in a 98 % as a fine arsenic free powder of metallic copper with oxides of copper. The arsenic was removed from the electrolyte by adsorption onto the anodic slimes generated from the lead anode oxidation.

Keywords: Arsenic removal; Reactive electrodialysis; Ion exchange membranes; Ácidic electrolytes; Copper powder.

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CSIC - Revista de Metalurgia, 48-3 (2012): 199-212 / doi:10.3989/revmetalm.1135   (www.360grados.org)

[es]  Análisis cuantitativo y caracterización morfológica de la aleación 6063. Diferencias microestructurales y mecánicas entre la superficie y el núcleo de barras cilíndricas de colada semicontinua
J. Asensio-Lozano y B. Suárez-Peña

Resumen:  En el presente trabajo se analiza el efecto que tienen sobre las propiedades mecánicas en tracción, las diferencias microestructurales entre la superficie y el núcleo de lingotes de la aleación industrial 6063. Se ha intentado mejorar la homogeneidad química y afinar y modificar los precipitados presentes en la aleación, promoviendo los cambios necesarios durante su procesado industrial. También se ha examinado la relación entre la composición química, las características microestructurales y su evolución tras el tratamiento térmico de homogeneización previo a la extrusión; los resultados se han correlacionando con las propiedades mecánicas a tracción en distintas zonas del lingote tratado térmicamente. Se ha observado que en esta etapa intermedia de la ruta de producción tradicional, la morfología que desarrollan los compuestos intermetálicos de base hierro está influenciada por la velocidad de solidificación predominante en cada zona del lingote; las mejores ductilidades corresponden a la zona central del lingote homogeneizado.

Palabras clave: Aleación de aluminio 6063; Lingotes; Tratamiento térmico de homogeneización; Caracterización microestructural; Caracterización mecánica.

Quantitative analysis and morphological characterization of 6063 alloy. Microestructural and mechanical comparison between periphery and center of semi-continuous casting round billets

Abstract: In the present work it has been studied the effect of microstructure on tensile properties of semi-continuously cast round billets manufactured in the industrial 6063 alloy either in the as cast state or after heat treatment. Relevant microstructural features were characterized by quantitative metallographic techniques, both in the periphery and centre of billets, and contrasted against the measured tensile properties at room temperature. Special attention in the study was paid to the way in which chemical non-homogeneities could be minimized. For such purpose the refinement and shape modification of second phase particles formed during solidification, thereafter transformed during the subsequent industrial heat treatment, were assessed. It was observed that the morphology of iron-rich intermetallic compounds developed during solidification was highly influenced by the solidification rate as seen in the billet cross section. It was also verified that the optimal elongation corresponded to the central portion of the billet once industrially homogenized.

Keywords: 6063 Aluminium alloy; Ingots; Homogenization heat treatment; Microstructural characterization; Mechanical characterization.

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CSIC - Revista de Metalurgia, 48-3 (2012): 213-222 / doi:10.3989/revmetalm.1150   (www.360grados.org)

[en] Distribution of lead and silver under lead blast furnace conditions
M. Pérez, A. Romero, A. Hernández, I. Almaguer y R. Benavides

Abstract: Two experimental studies of metal solubility in slags were carried out at 1473 K (1200 °C). In the first one the solubility of lead in the PbO-ZnO-CaO-SiO2-“Fe2O3” slag system under a reducing atmosphere (PCO/PCO2 = 2.45) was studied. In the second part, slags of the CaO-SiO2-“Fe2O3” system were equilibrated with Pb - 1.3 mass % Ag alloys under an inert atmosphere. In both cases the CaO/SiO2 mass ratio was from 1.0 to 1.6 and Fe/SiO2 mass ratio was 1.1 and 1.7. The lead solubility in the slags of both experimental parts diminishes with increasing the slag basicity (CaO/SiO2) and diminishing the Fe/SiO2 ratio. Lead oxide is the only compound that can be reduced under the reducing atmosphere and at the temperature at the tuyeres level, 1473 K. Silver solubility in slags decreases with increasing both CaO/SiO2 and Fe/SiO2 ratios in the slags of the CaO-SiO2-“Fe2O3” system.

Keywords: Slag; Lead; Silver; Lead blast furnace; Solubility.

Distribución de plomo y plata bajo las condiciones del horno alto para la producción de plomo

Resumen: Se realizaron dos estudios experimentales de solubilidad de metal en escorias a 1.473 K (1.200 °C). En el primero se estudió la solubilidad de plomo en el sistema PbO-ZnO-CaO-SiO2-“Fe2O3” bajo una atmósfera reductora (PCO/PCO2 = 2,45). En la segunda parte, escorias del sistema CaO-SiO2-“Fe2O3” fueron equilibradas con aleaciones Pb - 1,3 % Ag en atmósfera inerte. En ambos casos la relación CaO/SiO2 fue variada de 1.0 a 1.6 y la relación Fe/SiO2 fue de 1,1 y 1,7. La solubilidad de plomo en las escorias de ambas etapas experimentales disminuye con el incremento de la basicidad (CaO/SiO2) y la disminución de la relación Fe/SiO2. El óxido de plomo es el único compuesto que puede ser reducido bajo la atmósfera reductora y a la temperatura en el nivel de las toberas del horno alto, 1.473 K. La solubilidad de la plata en la escoria decrece con el aumento de las relaciones CaO/SiO2 y Fe/SiO2 en las escorias del sistema CaO-SiO2-“Fe2O3”.

Palabras claves: Escoria; Plomo; Plata; Horno alto; Solubilidad.

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CSIC - Revista de Metalurgia, 48-3 (2012): 223-236 / doi:10.3989/revmetalm.1168   (www.360grados.org)

[es]  Simulación numérica de la descomposición espinodal en sistemas de aleación hipotéticos A-B y A-B-C
E. O. Avila-Dávila, S. Lezama-Álvarez, M. L. Saucedo-Muñóz, V. M. López-Hirata, J. L. González-Velázquez y M.Pérez-Labra

Resumen: El Método de Campo de Fases, basado en fundamentos de termodinámica, mecanismos y cinética de reacciones de precipitación en aleaciones, es útil para simular numéricamente la solidificación de aleaciones de interés industrial, su microestructura y su evolución durante ciclos térmicos. Este método resuelve la ecuación diferencial parcial de Cahn y Hilliard y ofrece como ventajas su sencillez y rapidez computacional. En este trabajo se analizó el efecto de los parámetros que intervienen en tal ecuación sobre la morfología y cinética de la separación de fases de sistemas de aleación hipotéticos A-B y A-B-C con laguna de inmiscibilidad. Los resultados obtenidos mostraron que los cambios en la movilidad atómica modifican la cinética de la separación. En contraste, la energía de deformación elástica afecta directamente la morfología de las fases, causando que la morfología pase de esferas a cubos con bordes redondeados o placas con alineación cristalográfica preferencial.

Palabras Clave: Simulación numérica; Descomposición espinodal; Aleaciones hipotéticas; Ecuación Cahn-Hilliard.

Numerical simulation of the spinodal decomposition in hypothetical A-B and A-B-C alloy systems

Abstract: The phase field method is based on the thermodynamics, mechanism and kinetic of the precipitation reactions in alloys. This method can be used to simulate numerically the microstructural evolution in an alloy system, and constitutes a powerful tool to predict the phase transformations. The phase field method solves the nonlinear Cahn-Hilliard partial differential equation and offers computational advantages. The effect of the parameters into this equation on the morphology and kinetics of the phase separation in binary A-B and ternary A-B-C hypothetical alloy systems with a miscibility gap was analyzed. The results showed that the atomic mobility modifies the phase separation kinetics. In contrast, elastic-strain energy is an important parameter that affects the morphology of phases causing changes from spheres to cuboids or plates with preferential crystallographic alignment.

Keywords: Numerical simulation; Spinodal decomposition; Hypothetical Alloys; Cahn-Hilliard equation.