Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
() FUNDAMENTOS QUIMICOS DE LA METALURGIA	ING.EN MINAS	6/15	2022	2° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
MARCHEVSKY, NATALIA JUDITH	Prof. Responsable	P.Adj Exc	40 Hs
VIDAL TREBER, JUAN ANTONIO	Responsable de Práctico	JTP Semi	20 Hs

La Metalurgia es una disciplina científico-tecnológica tradicionalmente dividida en dos partes: Metalurgia Física y Metalurgia Química o Extractiva.
La Metalurgia Física, dedicada al estudio y tratamiento de metales y aleaciones, se aborda en otras materias de la carrera. La Metalurgia Extractiva, se ocupa de los procedimientos necesarios para obtener metales o alguno de sus compuestos a partir de distintos materiales (minerales, subproductos, residuos).

El objeto de esta asignatura es proporcionar a los alumnos conocimientos generales de química aplicada a los procesos de la
metalurgia extractiva, uniendo la formación científica y tecnológica con la dimensión práctica de los contenidos de la
asignatura.

Unidad 1: Termodinámica de los procesos de extracción – Diagramas de Ellingham y Richardson
Definiciones. Trabajo. Calor. Primer principio de la termodinámica. Cambios de calor y trabajo en procesos reversibles. Entalpía. Capacidad calorífica. Cálculos de cambios de entalpía. Cambio de entalpía en las reacciones químicas. El segundo principio de la termodinámica. Combinación del primer y segundo principios de la termodinámica. La entropía como criterio de equilibrio. La energía libre. Algunas relaciones entre la energía libre y otras funciones termodinámicas. Variación de la energía libre con la presión y temperatura. La regla de las fases de Gibbs. Fuentes de datos termodinámicos. Diagramas de Ellingham y Richardson: Propiedades de una línea sencilla de un diagrama de Ellingham. Interpretación conjunta de dos o más líneas de un diagrama de Ellingham. Diagramas de Richardson. Desventajas de los diagramas de Richardson. Diagramas de Ellingham para diversos tipos de compuestos.

Unidad 2: Teoría de disoluciones. Actividades. Diagrama de Kellogg
Introducción. Cantidades molares parciales. Ecuación de Gibbs-Duhem. Mezcla de gases ideales. Fugacidad. Actividad. Ley de Raoult. Ley de Henry. Diagrama de Kellogg.

Unidad 3. Cinética de las reacciones heterogéneas
Procesos heterogéneos en metalurgia extractiva. Velocidad de reacción en sistemas heterogéneos. Etapas controlantes.

Unidad 4. Electroquímica metalúrgica. Diagramas de potencial-pH.
Tipos de conductores. Electrolitos. Conductancia iónica. Potenciales de electrodo. Potencial de electrodo y celda electroquímica. Potencial normal de electrodo. Mecanismo de la celda. Celda de concentración. Potenciales redox. Termodinámica de la celda. La ecuación de Nernst. Cálculo del potencial o fuerza electromotriz de la celda. Aplicaciones de la serie electroquímica. Electrólisis. Diagramas potencial-pH (Diagramas de Pourbaix).

Unidad 5. Tostación de sulfuros.
Termodinámica de los procesos de tostación. Cinética de la tostación. Tostación en lecho fluido.

Unidad 6. Reducción de óxidos: aplicación de los diagramas de Ellingham.
Reducción de óxidos. Utilidad de los diagramas de Ellingham en la reducción de los óxidos metálicos. Representación gráfica de equilibrios en el sistema metal-oxígeno-carbono y metal-oxígeno-hidrógeno. Otros agentes reductores.

Unidad 7. Escorias. Electrólisis ígnea. Purificación y concentración. Cementación. Electrólisis.
Escorias: Propiedades químicas, físicas y termodinámicas. Diagramas ternarios.
Electrólisis ígnea: Requisitos para la electrólisis de sales fundidas. Estructura de los baños electrolíticos. Series de potenciales en electrolitos fundidos. Relaciones termodinámicas. Actividad de las mezclas de sales fundidas. Modelo de Temkin.
Purificación y concentración: Productos de solubilidad. Precipitación química de compuestos. Extracción con disolventes orgánicos. Cambio de ión utilizando resinas sólidas. Adsorción con carbón activado. Cementación. Electrólisis.

Unidad 8. Afino de metales por vía seca y húmeda.
Disoluciones diluidas. Ley de Henry. Energía libre asociable al cambio de estado de referencia. Disolución de gases en líquidos. Ley de Sievert. Procesos metalúrgicos de afino por: vía seca y vía húmeda.

Trabajo Práctico N° 1: Termodinámica de los procesos de extracción – Diagramas de Ellingham y Richardson.
Trabajo Práctico N° 2: Teoría de disoluciones. Diagrama de Kellogg.
Trabajo Práctico N° 3. Cinética de las reacciones heterogéneas.
Trabajo Práctico N° 4. Electroquímica metalúrgica. Diagramas de potencial-pH. Reducción de óxidos.
Trabajo Práctico N° 5. Purificación y concentración.

Para regularizar se requiere la aprobación del 100% de los trabajos de prácticos de evaluación continua que proponga la
cátedra (actividades, cuestionarios, seminarios, trabajos de investigación, etc.) y la aprobación de 2 (dos) parciales con una
nota superior a 5 (cinco).
Para promocionar se requiere la aprobación del 100% de los trabajos de evaluación continua y la aprobación de 2 (dos)
parciales con una nota superior a 7 (siete), conseguidas en el parcial o en instancias de recuperación.
Recuperaciones: Se darán 2 (dos) recuperaciones para los parciales (una para cada parcial). Los alumnos que presenten
certificado de trabajo podrán acceder a una recuperación más para alguno de los parciales que no haya aprobado.
Evaluación con examen final: podrá ser escrito u oral de acuerdo a la disposición de la cátedra para ese turno de mesa de
examen.
Aprobación en condición libre: Deberá aprobar un examen teórico en la modalidad escrito u oral de acuerdo a la disposición
de la cátedra para ese turno de mesa de examen.

[1] Ballester, A., Verdeja, L., & Sancho, J. (1988). Fundamentos de Metalurgia Extractiva (Volumen I). Editorial Síntesis. Madrid, España.
[2] Muñoz Portero, María José. Construcción de los diagramas de Pourbaix para los sistemas metal- agua. Universidad Politécnica de Valencia.
[3] Takeno, N. (2005). Atlas of Eh-pH diagrams. Geological survey of Japan open file report, 419, 102.

[1] Revie, R. W. (Ed.). (2011). Uhlig's corrosion handbook (Vol. 51). John Wiley & Sons.

El objeto de esta asignatura es proporcionar a los alumnos conocimientos generales de química aplicada a los procesos de la metalurgia extractiva.

Principios básicos que gobiernan los procesos de la Metalurgia Extractiva en sus tres campos de aplicación: Hidrometalurgia, Pirometalurgia y Electrometalurgia.

No se prevén. En caso que surjan, el equipo docente tratará de resolver los mismos, de manera de minimizar la afectación del desarrollo previsto para la asignatura.