Estaño Plomo 186i5s

ESTAÑO (Sn) Históricamente, el estaño cobró importancia hacia el 3000 a.C. marcando el inicio de la Edad del Bronce, así el cobre y el estaño formaron esta nueva aleación. En la antigüedad era confundido con el plomo, así, los antiguos egipcios consideraban que el estaño y el plomo eran distintas formas del mismo metal. No obstante, el estaño presenta una mayor dureza. El Estaño es un elemento químico que pertenece al grupo 14 y quinto periodo de la tabla periódica de los elementos. Su número atómico (Z) es 50. Sus características son:

Propiedades: Masa atómica: 118,710 uma Configuración de los electrones de valencia: 5s25p2 Valencia: 2,4 Estado de oxidación: +4 Electonegatividad: 1,8 Radio atómico(pm): 1.62 Radio iónico(pm): 1.12 Primera/Segunda energías de ionización(Kj/mol): 709/1413 Densidad(g/cm3): 7.28 Estado ordinario: SÓLIDO Punto de fusión: 231.9°C Punto de ebullición: 2270°C

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS: Se oxida fácilmente a temperatura ambiente cambiando de color gris a un más opaco, es resistente a la corrosión. Presenta alotropía, así tenemos el estaño gris, el estaño blanco y el ϒ-estaño. El estaño gris, no metálico, tiene estructura cúbica y es estable a temperaturas por debajo de 13,2°C mientras que el estaño blanco es metálico, de estructura tetragonal que existe de manera estable por encima de esa temperatura. Esta transformación no se da con mucha frecuencia debido a la propia cinética de la transformación, tienen que estar expuestos en esas condiciones durante largos periodos. En esta transformación la variación del volumen es del 25% lo que da lugar al desmoronamiento del estaño, adquiere color gris, aumenta su volumen y comienza a desmenuzarse hasta convertirse en polvo produciendo un sonido conocido como grito del estaño.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: Es un metal plateado, maleable, al doblarlo produce un sonido característico llamado grito del estaño, originado por la fricción de los cristales que lo componen. A bajas temperaturas (-18°C) empieza un proceso de descomposición conocido como la peste del estaño gris, polvo no metálico, semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas menores a 13,2°C, es frágil y su peso específico es menor que el de su otra especie alotrópica; el estaño blanco (normal), es un metal, conductor

eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas superiores a los 13,2°C.

MINERALES QUE CONTIENEN ESTAÑO La principal mena del estaño más importante es la casiterita (Óxido de estaño IV- SnO2) en la clasificación mineralógica el dióxido de estaño pertenece a la clase de los óxidos e hidróxidos. Generalmente hay dos clases de yacimientos. Los más productivos son los que se forman en profundos procesos geológicos de deposición, como las intrusiones graníticas, en las que la casiterita aparece incrustada en rocas duras tales como cuarzos o pegmatitas. El segundo tipo de yacimientos es el resultado de la sedimentación fluvial en la que los nódulos de casiterita, por su propio peso, se asientan en los lechos de los ríos por efectos mecánicos (el 8% de la producción mundial procede de este segundo tipo de yacimientos).

ESTAÑO EN EL PERÚ Mina San Rafael: Es la única productora se este metal en el país, pese a ello Perú se sitúa en el tercer puesto en el mundo y en el primero a nivel de Latinoamérica en cuanto a producción de este metal se refiere, la mina San Rafael de ubica en las gélidas altitudes del departamento de Puno, a casi 5.000 metros sobre el nivel del mar. San Rafael es, sin duda alguna, una de las minas de estaño más ricas del planeta, cuyas reservas de 11 millones de toneladas métricas (Tm) representan el 12,7 % del total de las reservas del mundo. Su enorme capacidad le permite competir en jerarquía con minas como Pitinga de Brasil, Collingwood de Australia y Huanuni de Bolivia, pertenecientes a la misma clasificación minera. En 2009, la producción mundial de estaño fue de 330.200 Tm, ese año, la lista de países productores de estaño fue encabezada por China, que produjo 115.000 Tm, seguido por Indonesia, cuyas minas grandes y pequeñas produjeron 100.000 Tm en total. Perú produjo el año anterior 37.503 Tm, con lo cual reafirmó su primer lugar en América Latina y su tercer puesto en el mundo.

EN EL MUNDO LOS PAÍSES QUE MÁS EXTRAEN ESTAÑO EN ABUNDANCIA SON: San Rafael es sin duda alguna de las minas más ricas de estaño en el planeta. Éste mineral abunda actualmente en Sudamérica (Bolivia, Brasil, Perú) en Asia oriental (China, Indonesia y Birmania) en Europa (Portugal) en Australia.

Durante el año 2014, se produjeron 296 000 toneladas de estaño en el mundo, siendo el principal productor China con alrededor del 42% del total (125 000 toneladas), seguido por indonesia (84 000 toneladas), Perú (23 700 toneladas), Bolivia (18 000 toneladas) y Brasil (12 000 toneladas).Estos 5 países se agrupan, aproximadamente el 89% de la producción mundial.

 PRINCIPALES PAÍSES PRODUCTORES DE ESTAÑO Y EN EL QUE

ABUNDA ESTAÑO:

Año 2014 País China Indonesia Perú Bolivia Brasil Birmania Australia Vietnam Malasia Congo Ruanda Otros países

Toneladas 125,000 84 000 23 700 18 000 12 000 11 000 6 100 5 400 3 500 3 000 2 000 2 300

Reservas 1,500,000 800 000 80 000 400 000 700 000 SR 370 000 SR 250 000 SR SR ----------

PROCESO DE EXTRACCION DEL ESTAÑO El mineral característico de estaño fue y es por ahora sólo la casiterita, SnO 2 , que en estado puro contiene cerca del 78.5% de estaño. La casiterita (del griego "kassiteros" que significa "estaño") es por lo general de color negro o pardusco. Su coloración negra se explica por las impurezas de hierro y manganeso que contiene. A veces es amarilla o roja, rara vez incolora. Sus cristales son de ordinario muy pequeños. Debido a su dureza, estabilidad química y gran peso, la casiterita no es barrida, ni destruida por el viento al actuar éste sobre las masas graníticas. Por el contrario, se concentra, junto con otros minerales pesados, en las zonas de destrucción de los granitos, en los lechos de los ríos o en las costas del mar, formando a veces extensos depósitos superficiales, los yacimientos de piedra estannífera. Por tanto, la casiterita se extrae, bien de los yacimientos "básicos", bien de yacimientos secundarios, los depósitos superficiales. Cualquiera que sea el procedimiento de extracción empleado; el mineral de estaño se somete primeramente a un proceso de enriquecimiento o concentración para liberarlo de las diversas impurezas que le acompañan.  ENRIQUECIMIENTO Y CONCENTRACION: Se obtiene un mineral con un 70 % de SnO2 aproximadamente, este proceso tiene el fin de eliminar los sulfuros.

Después, pasa a la fundición, donde el material es triturado, se mezcla con carbón y se calienta. El estaño es reducido por el carbono del combustible, el oxígeno se une al carbono, que se desprende en forma de anhídrido carbónico, y queda el estaño en estado metálico.  REDUCCIÓN: Este proceso tiene lugar en el horno reverbero en el cual se funde el estaño, utilizando antracita, a unos 1000 o 1200º C y se obtiene estaño fundido sobre el que flota la escoria. El estaño, obtenido por fundición de la casiterita, es un metal blando de color blanco argéntico (menos brillante que la plata), maleable, y puede extenderse en láminas finísimas. Funde a 231 °C.  AFINO: Este proceso es de tipo químico, se lleva a cabo en una cuba electrolítica. El ánodo está formado por planchas de estaño bruto y el cátodo por láminas de estaño puro. Se hacen reaccionar mediante esto las impurezas que acompañan al metal. Se obtiene un estaño del 99 – 100% puro. Posee propiedades muy originales. Al doblarse produce cierto crujido característico, llamado "grito" del estaño. Otra cualidad particular de este metal es su sensibilidad ante el frío. Expuesto a la influencia del frío, el estaño "enferma". En lugar de blanco argéntico adquiere color gris, aumenta de volumen, comienza a desmenuzarse y con frecuencia se convierte en polvo. Esta grave enfermedad se llama "peste del estaño". Por su causa, se han visto destruidos numerosos objetos de estaño de gran valor artístico o histórico. El estaño enfermo puede contagiar al metal sano. Por fortuna, la peste del estaño

tiene curación. Para ello hay que refundirlo y dejarlo enfriar lentamente. Si esta operación se efectúa con suficiente cuidado (sobre todo el enfriamiento), el estaño adquiere de nuevo su aspecto y propiedades iniciales. Debido a su blandura e inestabilidad, el estaño puro no se emplea para fabricar objetos.

IMPACTO AMBIENTAL Durante la extracción del estaño se produce una importante transformación del paisaje por la explotación minera y por la acumulación de desechos que contaminan el suelo. Además, existe un riesgo de acidificación de aguas subterráneas y de ríos por el vertido de los desagües de las minas o del lavado del mineral. 

Durante la fabricación del estaño se producen residuos de sustancias perjudiciales como consecuencia del uso de disolventes empleados en el proceso productivo.

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Pueden ocasionarse lluvias ácidas debido a las emisiones en fundiciones a la atmósfera de anhídridos carbónicos, que se combinan con el agua de las nubes.

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El óxido estánico es discretamente nocivo, y en caso de inhalación de fuertes dosis se puede producir un aumento de temperaturas; la inhalación repetida suele causar una neuropatía.

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El cloruro estánico puede producir irritación bronquial y enema pulmonar.

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Los derivados orgánicos del estaño son muy tóxicos, pueden causar un cuadro de agitación y delirio al que siguen con frecuencia un estado de coma con hipertensión endocraneana.

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Contaminación de agua debido a que se extrae el estaño de manera informal.

Para minimizar el impacto del estaño se puede adoptar una seria de medidas: 1. Prohibir o limitar la utilización de metales peligrosos. 2. Sustituir productos contaminantes por otros que no lo sean o que reduzcan sus efectos.

3. Reducir el empleo de productos innecesarios, reutilizar los productos al máximo e intentar dar el mayor uso a las piezas ya utilizadas. 4. Reciclar los productos que son inservible, pero cuyos componentes pueden ser de nuevo utilizados como materia prima.

Usos        

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Se usa como protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva. También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos. Se usa para realizar bronce, aleación de estaño y cobre. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo. Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales. Recubrimiento de acero Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. La directiva RoHS “Restriction of Hazardous Substances" prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos. Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimentaria. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.

PLOMO (Pb) PROPIEDADES DEL PLOMO El plomo pertenece al grupo de elementos metálicos conocido como metales del bloque p que están situados junto a los metaloides o semimetales en la tabla periódica. Este tipo de elementos tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos, propiedades que también se pueden atribuir al plomo, dado que forma parte de este grupo de elementos. El estado del plomo en su forma natural es sólido. El plomo es un elmento químico de aspecto gris azulado y pertenece al grupo de los metales del bloque p. El número atómico del plomo es 82. El símbolo químico del plomo es Pb. El punto de fusión del plomo es de 600,61 grados Kelvin o de 328,46 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del plomo es de 2022 grados Kelvin o de 1749,85 grados celsius o grados centígrados.

MINERALES: Las principales menas de plomo son la galena, PbS, que contiene 86,4 % de Plomo y la cerusita, PbCO3 , que contiene 77,5 % de Plomo. La anglesita es el sulfato de plomo, PbSO4 y la piro morfita que es un clorofosfato de plomo, 9 PbO.3 P2O5.PbCl2. La galena es el más importante de los minerales de plomo, la cerusita se forma por la oxidación superficial de la galena.

YACIMIENTOS NACIONALES Ubicado al borde de la ciudad del mismo nombre, en el departamento de Pasco, en la sierra central del Perú. Es el primer productor nacional de plomo. En el año 2008 produjo 64,338 toneladas de dicho metal (18.6% de la producción total).

Además, es el tercer productor de zinc, sólo por detrás de Antamina e Iscaycruz, y el cuarto de plata. En el 2008 produjo 136,104 toneladas de zinc (8.5% de la produción nacional) y 229,891 kilogramos finos de plata (6.2% de la producción nacional). Pertenece a Volcan Compañía Minera. Sus planes de expansión obligarán a la pronta reubicación de la ciudad. En los yacimientos nacionales, el plomo suele hallarse mezclado con zinc, otro metal en el cual nuestro país es potencia mundial. Las principales empresas productoras son: Volcán (63,050 toneladas), El Brocal (24,727), Chungar (23,654), Corona (20,235) y Antamina (13,214). La refinación, a cargo exclusivamente de la empresa Doe Run, ascendió a 26,082 toneladas.

YACIMIENTOS MUNDIALES

Dada la proverbial riqueza minera de nuestro país, probablemente no sorprenda a casi nadie saber que también en la producción de plomo es un gigante mundial. Según los datos del United States Geological Survey (USGS), en el 2009 se ubicó en el cuarto puesto del planeta. Sólo lo superan paísescontinente, como China, Australia y Estados Unidos. El Perú, que produjo 302,412 toneladas, posee reservas de 6 millones de toneladas. Estas cifras representan el 7.8% y 7.6%, respectivamente, del total global.

¿EN EL MUNDO DONDE SE EXTRAE EL PLOMO? El plomo se extrae en los Yacimientos formados a poca profundidad en rocas sedimentarias sin ninguna relación aparente en rocas ígneas. Algunos ejemplos son, yacimientos del Valle del Mississippi, Silesia y Marruecos. Yacimientos someros o de profundidad media, genéticamente asociados con rocas ígneas, caracterizados por minerales complejos: Yacimientos filonianos formados cerca de la superficie, ejemplo: San Juan y Lake City Filones originados a temperatura y presión elevada en rocas ígneas o genéticamente asociadas a ellas. Yacimientos metamórficos ígneos que contienen minerales del metamorfismo del o. Los minerales son la galena y sus productos de oxidación.

¿CUAL ES EL PROCESO DE EXTRACCION DE LOS MINERALES QUE CONTIENE EL PLOMO? La fundición de los minerales de plomo puede llevarse a cabo por el método de precipitación (ya no se aplica), de reacción tostadora (para minerales puros y ricos) y de reducción tostadora (método que se utiliza actualmente) como también el horno de cilindro rotatorio. Este contiene impurezas como, cobre, estaño, arsénico, bismuto y antimonio, que influyen desfavorablemente sobre las propiedades mecánicas, la resistencia a los ataques químicos. Los métodos de eliminación para estas impurezas son los siguientes: Eliminación de cobre se puede separar el cobre calentando el plomo hasta un poco por encima del punto eutéctico; se forma un producto sólido más rico en cobre que nada sobre el plomo líquido, llamado lodo de cobre, que está impurificado por plomo adherido, mientras que el plomo líquido tiene sólo poco cobre.producto Eliminación de estaño arsénico y antimonio a) Oxidación selectiva sencilla Al tener estos tres metales mayor afinidad hacia el oxígeno que el plomo, pueden separarse de él por oxidación, cediendo el plomo oxidado al mismo tiempo su oxígeno parcialmentetiempo a) Método de Harris este método está basado en el hecho de que los compuestos de mayor grado de oxidación de estaño, arsénico y antimonio pasan calentados con una sal alcalina, a compuestos alcalinos que están prácticamente exentos del plom o

Eliminación de los metales nobles la eliminación se efectúa, según el método de Parkes, por adición de zinc metálico puro. El método está basado en el hecho de que, después de añadir zinc al plomo líquido, se separa, al enfriar, una aleación sólida de plata, zinc y plomo, que contiene todos los metales nobles. De esta aleación puede expulsarse el zinc por destilación, y de la aleación de plata y plomo que queda, llamado "plomo rico", el plomo, por oxidación.destilación Eliminación de zinc está fundada en la mayor afinidad del zinc por el oxígeno en comparación con el plomo. Esta oxidación se efectúa por agitación del zinc al rojo vivo con ramas verdes, o burbujeo de vapor de agua o agua. Ésta entra por un tubo que llega casi hasta el fondo de la cadena y por la descomposición del vapor de agua se produce un fuerte burbujeo en el baño, que oxida el zinc, obteniéndose óxido de zinc, plomo y óxido plumboso. Estos se llaman óxidos pobres, de punto de fusión elevado que flotan encima del baño de plomo y se saca cazos Tiene un punto de fusión de 328 °C, y un punto de ebullición de 1.740 °C. Los compuestos solubles de plomo son venenosos. El plomo es un material muy fácil de reciclar, pudiéndose reutilizar un número indefinido de veces y, aunque en todas ellas se someta a procesos de fusión y afino. También llamado enriquecimiento o purificación, consiste en la eliminación de impurezas que quedan en el metal tras la reducción de su óxido. El plomo fundido fluye al fondo del horno de cuba donde se forman 4 capas: espeiss (material más ligero, antimonio, arsénico), mata (sulfuro de cobre y otros sulfuros metálicos), escoria del horno de cuba (silicatos) y lingote de plomo (98% de plomo en su peso). El lingote de plomo en bruto obtenido en el horno de cuba, requiere un tratamiento preliminar en calderas especiales antes de ser sometido al afinado. Durante la despumación (se introduce el mineral en recipientes de agua con un reactivo químico espumante) el lingote se agita en una caldera especial y se enfría por encima de su punto de congelación (370° a 425°C). Una espuma compuesta de óxido de plomo, junto con cobre, antimonio y otros elementos, flota hasta situarse en la parte superior y se solidifica por encima del plomo fundido. La espuma se retira y se lleva a un horno de espuma para recuperarlos metales útiles que no son plomo (a fin de mejorar la recuperación de cobre). El lingote de plomo despumado se trata añadiendo materiales portadores de azufré, zinc, y/o aluminio con lo que el contenido de cobre se reduce al 0.01% aproximadamente. En la etapa final, pueden añadirse al plomo sosa caustica y/o nitratos para eliminar cualquier resto de impurezas metálicas. El plomo afinado tendrá una pureza del 99.90 al 99.99% y puede mezclarse con otros metales para formar aleaciones, o colocarse directamente en moldes.

IMPACTO EN EL AMBIENTE El Plomo ocurre de forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones que son encontradas en el ambiente son debido a los seres humanos y la industrialización de las sociedades.

Tras la aplicación del plomo en gasolinas, el ciclo natural del Plomo es afectado, debido a que en los motores de los coches el Plomo es quemado, generando sales de Plomo (cloruros, bromuros, óxidos). Dichas sales de Plomo, entran en el ambiente y son altamente contaminantes, pues las partículas grandes precipitarán en el suelo o la superficie de aguas, las pequeñas partículas viajarán largas distancias a través del aire y permanecerán en la atmósfera. Otras actividades humanas, como la combustión del petróleo, procesos industriales, combustión de residuos sólidos, también contribuyen. El Plomo se acumula en los cuerpos de los organismos acuáticos y terrestres. Estos experimentarán efectos en su salud por envenenamiento con Plomo. Los crustáceos son altamente vulnerables al plomo, pues incluso cuando sólo hay pequeñas concentraciones de Plomo presente pueden presentar grandes daños en su salud. Las funciones en el fitoplancton pueden ser perturbadas tras interferir con el Plomo. El fitoplancton es una fuente muy importante de producción de oxígeno en los océanos y es el alimento de muchas especies marinas. Las funciones del suelo son alteradas por la intervención del Plomo, especialmente en zonas cercanas de las autopistas y tierras de cultivos, donde concentraciones extremas pueden estar presentes. Los organismos del suelo también sufren envenenamiento por Plomo, tras la propagación de las partículas. En la vegetación el plomo se acumula primariamente en las hojas por deposición atmosférica. El plomo presente en la hoja rompe la cutícula y pasa al interior de la misma, se acumula en las vesículas y puede originar efectos como - Inhibición de la mitosis y por tanto del crecimiento de la planta. - Inhibición de la síntesis del ATP y del rendimiento energético. - Disminución de la viabilidad de las semillas El Plomo es un elemento químico letal, y se puede acumular tanto en organismos individuales, como en las cadenas alimenticias. Este es el porqué nos debemos cuestionar y concientizarnos de cómo el Plomo puede ser de gran influencia en los balances globales.

SOLUCION AL IMPACTO • Reciclar las pilas y baterías es fundamental para no dañar el ambiente. Estos objetos son muy contaminantes porque su interior está formado por plomo, mercurio, cio y níquel. • Utilizar gasolina sin plomo en vehículos de transporte

• Comprobar en las etiquetas de los productos que se compren que figure que no contiene plomo: muchos bebés y niños enferman porque recogen e ingieren del suelo cascarillas o restos de juguetes, hechos con plomo. El reciclaje en una actividad con la que podemos contribuir con el medio ambiente. Muchos productos, objetos y sustancias que usamos a diario contaminan si no se reutilizan o reciclan de forma adecuada.

EN QUE SE LE USA COTIDIANAMENTE AL PLOMO El plomo se encuentra en las baterías de automovil (acumulador de plomo), antiguamente se encontraba en las cañerías del agua, pero como el plomo es tóxico se lo dejó de utilizar. También se puede encontrar el plomo en los vidrios emplomados, son por ejemplo los arreglos de vidrios de colores que se suelen encontrar en las iglesias formando figuras religiosas También lo encontramos en la soldadura , fabricación de joyas , barnizado de cerámica etc