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20.2: Materiales Industriales

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    Los metales son críticos para nuestra era tecnológica, pero hay muchos otros materiales no tan brillantes que se necesitan para facilitar nuestra forma de vida. Para todo hecho de concreto o asfalto, necesitamos arena y grava. Para hacer el cemento que sostiene el concreto unido, también necesitamos piedra caliza. Para el vidrio en nuestras pantallas de computadora y para edificios con lados de vidrio, necesitamos arena de sílice más óxido de sodio (Na 2 O), carbonato de sodio (Na 2 CO 3) y óxido de calcio (CaO). El potasio es un nutriente esencial para el cultivo en muchas áreas, y para una amplia gama de aplicaciones (por ejemplo, cerámica y muchos procesos industriales), también necesitamos varios tipos de arcilla.

    Los mejores tipos de recursos agregados (arena y grava) son los que han sido ordenados por arroyos, y en Canadá los depósitos fluviales más abundantes y accesibles están asociados con la glaciación. Eso no incluye hasta claro, porque tiene demasiado limo y arcilla, pero sí incluye el flujo glaciofluvial, que está presente en depósitos gruesos en muchas partes del país, similar al que se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). En un típico pozo de grava, estos materiales se clasifican en el sitio de acuerdo con el tamaño y luego se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde la construcción de enormes presas de concreto hasta el llenado de cajas de arena para niños. La arena también se usa para hacer vidrio, pero para la mayoría de los tipos de vidrio, tiene que ser al menos 95% de cuarzo (que las capas arenosas que se muestran en la Figura definitivamente no lo\(\PageIndex{1}\) son), y para el vidrio de alta pureza y las obleas de silicio utilizadas para la electrónica, la arena fuente tiene que ser superior al 98% de cuarzo.

    Figura\(\PageIndex{1}\) Arena y grava en un pozo agregado cerca de Nanaimo, BC.

    Aproximadamente 80 millones de toneladas de concreto se utilizan en Canadá cada año, un poco más de 2 toneladas por persona. El cemento utilizado para el concreto está hecho de aproximadamente 80% de calcita (CaCo 3) y 20% de arcilla. Esta mezcla se calienta a 1450°C para producir los compuestos de silicato de calcio requeridos (por ejemplo, Ca 2 SiO 4). La calcita generalmente proviene de canteras de piedra caliza como la de la isla Texada, B.C. (Figura\(\PageIndex{2}\)). La piedra caliza también se utiliza como material de origen para muchos otros productos que requieren compuestos de calcio, incluyendo acero y vidrio, pulpa y papel, y productos de yeso para la construcción.

    Figura La caliza de la Formación\(\PageIndex{2}\) Triásica Cuatsino que se extrae en la Isla Texada, B.C.

    El sodio es requerido para una amplia gama de procesos industriales, y la fuente más conveniente es el cloruro de sodio (sal de roca), que se extrae de lechos de evaporita en varias partes de Canadá. La mina de sal más grande del mundo se encuentra en Goderich, Ontario, donde la sal se recupera de la Formación Siluria Salina de 100 m de espesor. La misma formación se extrae en la zona de Windsor. La sal de roca también se utiliza como fuente de sodio y cloro en la industria química para derretir el hielo en las carreteras, como parte del proceso de ablandamiento del agua, y como condimento. Bajo ciertas condiciones, el mineral sylvita (KCl) se acumula en lechos de evaporita, y esta roca se llama potasa. Esto sucedió a través de las praderas canadienses durante el Devónico, creando la formación evaporita Prairie (Figura\(\PageIndex{8}\)). El potasio se utiliza como fertilizante para cultivos, y Canadá es el proveedor líder mundial, con la mayor parte de esa producción proveniente de Saskatchewan.

    Figura\(\PageIndex{3}\) Pizarra utilizada como material de revestimiento sobre una columna de construcción de hormigón en Vancouver.

    Otro mineral evaporita, el yeso (CaSO 4 .2H 2 0), es el componente principal de la placa de yeso (drywall) que es ampliamente utilizada en la industria de la construcción. Una de las principales áreas mineras de yeso en Canadá se encuentra en el área de Milford Station de Nueva Escocia, sitio de la mina de yeso más grande del mundo.

    Las rocas se extraen o extraen para muchos usos diferentes, como fachadas de edificios (Figura\(\PageIndex{3}\)), encimeras, pisos de piedra y lápidas. En la mayoría de estos casos, los tipos de roca favorecidos son las rocas graníticas, la pizarra y el mármol. La roca extraída también se usa en algunas aplicaciones donde la grava redondeada no es adecuada, como el balasto (lecho de carretera) para ferrocarriles, donde se necesita roca angular triturada.

    Ejercicio 20.3 Fuentes de metales más ligeros importantes

    Cuando pensamos en la fabricación de productos de consumo, los plásticos y los metales pesados (cobre, hierro, plomo, zinc) nos vienen fácilmente a la mente, pero a menudo nos olvidamos de algunos de los metales más ligeros y no metales que son importantes. Considerar los siguientes elementos y determinar sus fuentes. Las respuestas para todos estos excepto el magnesio se dan anteriormente. A ver si puedes averiguar una probable fuente mineral de magnesio.

    ¿Cuáles son las fuentes de los siguientes elementos?
    Element Fuente (s)
    Silicio
    Calcio
    Sodio
    Potasio
    Magnesio

    Consulte el Apéndice 3 para el Ejercicio 20.3 respuestas.

    Atribuciones de medios

    • Figuras 20.2.1, 20.2.2, 20.2.3: © Steven Earle. CC POR.

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