22.3: Metalurgia

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La mayoría de los metales son principalmente útiles en forma elemental, pero generalmente ocurren en compuestos en la superficie terrestre. Un mineral es un material natural a partir del cual se pueden obtener uno o más elementos o compuestos útiles a un costo económicamente factible. Como puede verse en la tabla, la mayoría de los minerales metálicos son óxidos, carbonatos o sulfuros. Algunos de los metales menos electropositivos ocurren como el elemento.

Cuadro\(\PageIndex{1}\): Ocurrencia de Metales.
Tipo de Mineral	Ejemplos
Metales Nativos	Cu, Ag, Au, As, Sb, Bi, Pd, Pt
Óxidos	Al ₂ O ₃, Fe ₂ O ₃, Fe ₃ O _{4, SnO} ₂, MnO ₂, TiO ₂, Feo•Cr ₂ O ₃, Feo•Wo ₃, Cu ₂ O, ZnO
Carbonatos	CaCo ₃, CaCo ₃ •MgCO ₃, MgCo ₃, FeCo ₃, PbCo ₃, BaCo ₃, SrCo ₃, ZnCo ₃, MnCo ₃, CuCo ₃ •Cu (OH) ₂
Sulfuros	Ag ₂ S, Cu ₂ S, CuS, PBS, ZnS, Hg, Fe•CU, FeS ₂, Sb ₂ S ₃, Bi ₂ S, MoS ₂, NiS, CD
Halogenuros	NaCl, KCl, AgCl, KCl•MgCl ₂ •6H ₂ O, NaCl y MgCl ₂ en agua de mar
Sulfatos	BaSO ₄, SrSO ₄, PbSO ₄, CaSO ₄ •2H ₂ O, CuSO ₄ •2Cu (OH) ₂
Silicatos	Ser ₃ Al ₂ Si ₆ O ₁₈, ZrSiO ₄, Sc ₂ Si ₂ O ₇
Fosfatos	LaPO ₄, LIF•ALPO ₄

Si un mineral puede ser considerado útil como mineral o no depende de factores tales como su concentración, su ubicación exacta y si existe un proceso adecuado para extraer el metal. A medida que los minerales de grado superior más accesibles se agotan, los minerales menos accesibles y de menor grado se utilizan cada vez más con un consiguiente cambio en el significado de la palabra mineral. Es concebible que muchos silicatos puedan convertirse en fuentes de metales, notablemente el aluminio. Actualmente, sin embargo, los silicatos son caros se descomponen químicamente, y los silicatos forman minerales solo para metales relativamente caros como el circonio y el berilio.

El procesamiento de minerales puede dividirse en tres etapas. A menudo se requiere concentración u otro beneficio para eliminar el material sin valor (goga) o para convertir el mineral en una forma apropiada para su posterior procesamiento. El segundo y más importante paso es la reducción del metal de un estado de oxidación positiva. Esto puede implicar temperaturas elevadas, agentes reductores químicos, electrólisis o alguna combinación de estos tratamientos. Por lo general, se requiere un tercer paso, el refinado, para lograr la pureza (o composición mixta precisa en el caso de una aleación) deseada en el producto final.