Estaño completo - Eugenio González Bernal

Vista previa del material en texto

Estaño 
Y sus aleaciones
Eugenio González Bernal 
Tecnología de Materiales
FI - UNAM
Generalidades
- La extracción del estaño y su uso pone fin a la edad de piedra, pasando a la Edad del Bronce, alrededor de 3000 a.C.
- Es un metal bastante escaso en la corteza terrestre. 
- Su riqueza en las minas suele ser bastante baja (0,02 %). 
- Se extrae mayoritariamente de la casiterita (SnO2).
- El estaño puro tiene un color muy brillante.
- A temperatura ambiente se oxida y pierde el brillo exterior, además es muy maleable y blando. Sin embargo, en caliente es frágil y quebradizo.
- Por debajo de –18 °C empieza a descomponerse en polvo gris
Las aleaciones con base de estaño, también conocidas como metales blancos, generalmente contienen cobre, antimonio y plomo. Estas aleaciones tienen diferentes propiedades mecánicas, dependiendo de su composición.
Las aleaciones principales de estaño son:
• Bronce. Es un aleación de cobre y estaño.
• Soldaduras blandas. Son aleaciones de plomo y estaño con proporciones de estaño entre
el 25 y el 90 %.
• Otras de bajo punto de fusión. Las más importantes son:
– Darcet, que funde a 97 °C.
– Cerrolow, que funde a 47 °C; aplicaciones dentales.
Bronce
Antigua fabricación de armas y utensilios; además de joyería, monedas, y escultura.
Exceptuando el acero, las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones.
 Por su elevado calor específico, el mayor de todos los sólidos, se emplea en aplicaciones de transferencia del calor.
Nomenclatura
 El símbolo químico del estaño es Sn; en su forma natural, casiterita, SnO2 y estannina SnFeCu2S4.
En aleaciones: bronce (cobre-estaño[3-20%]), estaño de soldar (estaño[25-90%] - plomo), Darcet (25%Sn + 25%Pb + 50%Bi) y Cerrolow (8,3%Sn + 22,6%Pb + 44,7%Bi + 5,3% Cd + 19,1%In).
Código de algunas aleaciones comerciales:
SAE64, SAE40, UNS C40500
Estructura
Tiene dos modificaciones a presión normal: Sn-b (estaño blanco, solido, tetragonal) y Sn-a (estaño gris, pulvurento, con estructura cúbica tipo diamante y con pocas aplicaciones). A temperaturas inferiores a 13,2 ºC la forma b se transforma lentamente en la forma a, proceso acelerado por la presencia de trazas de a: es la peste del estaño.
Propiedades
El estaño pertenece al grupo de elementos metálicos del bloque p, tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos.
- Es suave, flexible y resistente. 
Densidad 7,30g/ml
Conductividad eléctrica 9,17 - 106 S/m
Conductividad térmica 66,6 W/(K·m)
Punto de ebullición (ºC) 2270
Punto de fusión (ºC) 231,9
Dureza Mohs 1,5
- Reacciona con ácidos y con bases fuertes, pero es relativamente resistente a soluciones casi neutras.
- Es resistente a la corrosión.
Procesamiento
El mineral entra en limpieza después de su extracción de la mina, donde en un tanque con líquidos se lo coloca y por su peso este se aprovecha su densidad; se calienta con coque en un horno de reverbero con lo que se obtiene el metal. Para purificarlo (sobre todo de hierro) se eliminan las impurezas subiendo por encima de la temperatura de fusión del estaño, con lo que éste sale en forma líquida. Mediante electrólisis puede purificarse más.
Aproximadamente la cuarta parte del estaño consumido procede de la recuperación del que contienen las latas; para ello se disuelve con lejías alcalinas en presencia de nitratos para formar estannato de sodio, del cual se extrae el metal por electrólisis; otro método es la electrólisis directa del material de partida (se obtienen entonces la esponja de estaño). 
Prospectiva
Actualmente continúa siendo un material muy empleado tanto por la industria metalúrgica como en la electrónica. Hoy su cotización va en alza constante.
 A largo plazo, el peligro para el estaño procede del plástico y el aluminio. 
A 15.000 dólares la tonelada, los productores de envases que hoy en día dependen del estaño tendrán grandes incentivos para alejarse del metal. 
El estaño tiene otro gran mercado, las aleaciones con plata que están sustituyendo al plomo en las aplicaciones electrónicas.
Medio ambiente
Los enlaces orgánicos de estaño son las formas más peligrosas del estaño para los organismos.
Dichos compuestos pueden mantenerse en el medio ambiente durante largos periodos de tiempo. Son muy persistentes y no fácilmente biodegradables. Los microorganismos tienen muchas dificultades en romper compuestos orgánicos del estaño que se han acumulado en aguas del suelo a lo largo de los años. Las concentraciones de estaño orgánico todavía aumentan debido a esto.
Más información:
Kalpakjian, Serope (2002). Manufactura, ingeniería y tecnología, Pearson Educación
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/sn.htm#ixzz3aSUZVAPJ http://uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/sn.html
https://prezi.com/bqdvtw3lyy4y/copy-of-proceso-de-obtencion-del-estano/