PLATA PROCESO OBTENCIÓN Y PROPIEDADES.

 PLATA

PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LA PLATA

La plata es un metal de acuñar muy dúctil y maleable, algo más duro que el oro, que presenta un brillo blanco metálico susceptible de pulimento que se mantiene en agua y aire si bien su superficie se empaña en presencia de ozono, sulfuro de hidrógeno o aire con azufre. Su maleabilidad y ductilidad —sólo superadas por el oro— son tales que es posible obtener láminas de 0,00025 mm y con 1g de metal fabricar un hilo de 180 metros de longitud.

Tiene la más alta conductividad eléctrica de todos los metales, incluso superior a la del cobre —el conductor por excelencia— pero su mayor precio ha impedido que se utilice de forma masiva en aplicaciones eléctricas.

La plata pura también presenta la mayor conductividad térmica, el color más blanco y el mayor índice de reflexión (aunque refleja mal la radiación ultravioleta) de todos los metales. Algunas sales de plata son fotosensibles (se descomponen por acción de la luz) y se han empleado en fotografía.

Se disuelve en ácidos oxidantes y puede presentar los estados de oxidación +1, +2 y +3, siendo el más común el estado de oxidación +1.

El óxido y sulfato formado sobre la plata puede disolverse en ácido cítrico limpiándolo y formando citrato de plata.

 PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

La plata es un material blando, maleable con un brillo característico. Se halla en escasa proporción en la naturaleza, encontrándose en unos 0.1 mg/kg, tanto en forma nativa, como presente en algunos minerales (argentita) o más comúnmente asociada a sales de plomo, zinc, cobre y oro. Tiene las conductividades térmicas y eléctricas mas elevadas de todos los metales. Suele encontrarse no combinada, o en los minerales de sulfuro o arseniuro desde los cuales puede ser recuperada como complejo de cianuro que se reduce en una solución acuosa utilizando zinc hasta conseguir el metal. El metal puro es estable en agua y oxígeno pero es atacado al aire por compuestos sulfurosos para formar la característica capa negra del sulfuro de plata. Es soluble en ácidos sulfúrico y nítrico.

Los halogenuros de plata (AgI, AgCl y AgBr) son sustancias fotosensibles, es decir inestables a la luz, tanto que ennegrecen en poco tiempo. Por lo tanto su importancia en aplicaciones fotográficas es fundamental. 

También se emplea en la fabricación de joyas (como metal puro y como elemento de varias aleaciones), la industria eléctrica (fabricación de contactos) y para el azogado de vidrio.

PROPIEDADES  QUÍMICAS

Símbolo: Ag
Clasificación: Metales de transición Grupo 11
Número Atómico: 47
Masa Atómica 107,8682
Número de protones/electrones: 47
Número de neutrones (Isótopo 108-Ag): 61
Estructura electrónica: [Kr] 4d¹⁰ 5s ¹
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 18, 1
Números de oxidación: +1
Electronegatividad: 1,93
Energía de ionización (kJ.mol^-1): 731
Afinidad electrónica (kJ.mol^-1): 126
Radio atómico (pm): 144
Radio iónico (pm) (carga del ion): 113(+1), 89(+2)
Entalpía de fusión (kJ.mol^-1): 11,3
Entalpía de vaporización (kJ.mol^-1): 255,1
Punto de Fusión (ºC): 961,78
Punto de Ebullición (ºC): 2162
Densidad (kg/m³): 10500; (20 ºC)
Volumen atómico (cm³/mol): 10,27
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Plata

Propiedades químicas:

En el aire puro o el agua pura, la plata es inalterable tanto en frío como en caliente, si su pureza es a 99,999%, no muestra ninguna alteración al ser calentada a temperatura elevada y luego enfriada. En este comportamiento se basa un método para juzgar si una muestra es pura o no: se calienta al rojo y se deja enfriar al aire, si la superficie externa cambia de color, normalmente hacia el gris o el negro, la plata no es pura. Si el metal permanece inalterado es señal de que la plata esta al mil o bien existen pocas milésimas de impureza o metales nobles como el paladio, platino, etc.
Resiste muy bien el NaOH y el KOH, incluso fundidos, es por ello que en muchas fábricas de productos químicos se utilizan recipientes de plata.
El ácido que disuelve con más facilidad la plata es el nítrico (especialmente si contiene ácido nitroso), dando lugar al nitrato de plata, una parte del ácido se descompone desprendiendo unos humos rojos parduscos, irritantes y venenosos. Como el nítrico no disuelve el oro, se aprovecha esta propiedad para separar ambos metales.
Resiste bien al ácido fosfórico, en estado húmedo se ve atacada por el cloro, bromo y yodo y en mayor proporción por los ácidos clorhídrico, bromhídrico y yodhídrico, auque no se disuelve en ellos. Resiste el sulfúrico si esta frío y la concentración no supera el 80%, pero se disuelve fácilmente en el sulfúrico concentrado y caliente.
Los cianuros solubles en el agua (de Na y K) la disuelven fácilmente en presencia del aire o agua oxigenada. En frío viene oxidada por el ozono con formación de óxido de plata negro.

Propiedades físicas:

Es un metal blanco brillante, dúctil y maleable. Tiene una dureza comprendida entre 2,5 y 3 en la escala de Mohs, dureza ligeramente superior a la del oro. En aleaciones adquiere una sonoridad especial. Es el mejor conductor de la electricidad y del calor. De todos los metales, la plata es el que mejor refleja la luz; entendida como VIS, la comprendida entre IR y UV. Su gran poder reflector se utiliza en la fabricación de espejos. La plata aparece de color blanco porque tiene la propiedad de reflejar todos los colores del espectro visible de forma bastante uniforme.

Aleaciones y compuestos

La plata se alea fácilmente con casi todos los metales, excepto con el níquel que lo hace con dificultad y con el hierro y el cobalto con los que no se alea. Incluso a temperatura ordinaria forma amalgamas con mercurio.

El metal de aleación por excelencia es el cobre que endurece la plata hasta contenidos del 5% aunque se han utilizados platas con contenidos mayores de cobre. Las adiciones de cobre no alteran el color de la plata incluso hasta contenidos del 50%, aunque en éste caso el color se conserva en una capa superficial que al desgastarse mostrará una aleación de color rojizo, tanto más acusado cuanta mayor sea la cantidad de cobre. También se han usado aleaciones con cadmio en joyería ya que éste elemento le confiere a la aleación una ductilidad y maleabilidad adecuados para el trabajo del metal.

Entre los compuestos de importancia industrial destacan:

1. El fulminato es un potente explosivo.
2. El nitrato y los haluros (bromuro, cloruro y yoduro) reaccionan a la luz y se usan en emulsiones fotográficas.
3. El yoduro se ha utilizado en pruebas realizadas con el propósito de provocar la lluvia artificialmente.
4. El óxido se utiliza como electrodo positivo (cátodo) en pilas botón.

PRINCIPALES ALEACIONES

aleaciones de Plata con Cadmio

aleación plata/cobre.

Aleación Plata /zinc, (Zn), 

Aleación Plata / estaño, (Sn),

Aleacion Plata / Paladio

Aleacion Plata / Plomo

Aleacion Plata / Níquel

Aleación Plata / Paladio

PRINCIPALES APLICACIONES

Ademas de los usos tradicionales de la plata , para monedas , fotografía, joyería, decoración los ultimos 70 años han visto  aparecer aplicaciones nuevas que repasaremos brevemente. Baterías: Aunque resultan más caras, la potencia resultante por unidad de peso es superior a las basadas en litio o zinc. En las pilas más sofisticadas de botón, el 35 % de su peso es plata.                                         Rodamientos:


 En turbinas de motores de avión y otras máquinas en las que la fiabilidad es muy importante.                                       Soldaduras: En todas las gamas de temperatura. Sustituye con ventaja al plomo y otros metales tradicionales. El plomo en particular está casi totalmente prohibido para el consumo en Europa por consideraciones medioambientales. Catalizadores: Facilitando diferentes reacciones químicas en la industria.Electrónica: Circuitos impresos, interruptores, pantallas de televisión, las capas reflectoras de los CD's y DVD´s. Todas las soldaduras de componentes electrónicos.Medicina: Sus propiedades desinfectantes ya eran conocidas en la antiguedad, pero sólo recientemente se están aplicando a escala industrial.Espejos y cristales tintados o reflectantes: La plata tiene entre el 80% y el 90% de estos mercados.Energía solar: En el 90% de las celulas de silicio cristalizado se utilizan sales de plata. Son el tipo más común de celula fotovoltaica.Depuración de agua: Los iones de plata impiden la reproducción de bacterias y algas sin riesgo alguno para la salud humana. Sustituye ventajosamente lós métodos tradicionales basados en el cloro y otros agentes químicos.Sustituto del oro: El 90% de las veces en que el elevado precio del oro obliga a su sustitución por un metal más barato,la plata forma parte de la solución, sola o combinada con otros productos. Para facilitar la búsqueda de información sobre la plata y el oro, hemos hecho una recopilación con toda la serie. 

Procesos 

PROCESO DE LA PLATA INDUSTRIAL

El proceso de plateado consiste en la electro-deposición de plata metálica sobre una superficie que puede ser metálica o no metálica, Los recubrimientos de plata mate, necesitan de un posterior abrillantado, es muy utilizado en la industria alimenticia, contactos eléctricos para interruptores, fabricación de reflectores, etc.

PROCESO POR AMALGAMACIÓN 

En esencia se trataba de aprovechar al máximo la solubilidad de la plata en el mercurio, mediante la mezcla de su mineral impregnado en agua, sal común, un cuerpo llamado magistral y mercurio, para obtener una amalgama que se disociaba finalmente por acción del calor.

Se desarrollaba en cuatro etapas esenciales (amalgamación)

:

1ª ETAPA: Molienda de la menas de plata con mazos o morteros, completada habitualmente con la pulverización en molinos y el amasado de la masa molida, previamente humedecidas, en caballerías.2ª ETAPA: Mezcla de la masa con sal, mercurio y el llamado “magistral”, generalmente consistente en piritas de cobre tostadas, en tortas extendidas sobre el piso enlosado de un patio abierto o cobertizo.3ª ETAPA: Lavado con agua del material en tinas provistas de un molinillo agitador para separar la amalgama de plata.4ª ETAPA: Por último, desazogado o destilación de la amalgama, que dejaba la plata libre.La 1ª etapa era de gran importancia; cuanto mas fino era el mineral, mayor era la superficie de las partículas de sales de plata expuestas al contacto con el mercurio y mas rápidamente se producía el proceso químico de la amalgamación, lo que generaba la necesidad de importantes instalaciones de molienda.En la 2ª etapa, el uso del magistral es un descubrimiento posterior a 1554; se trataba, de piritas de cobre, es decir, sulfitos de este metal o mas generalmente una mezcla de piritas de hierro y cobre, que actuaba como catalizador indispensable que permitía con mayor facilidad la amalgamación de la plata con el mercurio y que se descubrió ante la dificultad de extraer la plata contenida en determinados minerales con presencia antimonial.Una vez descubierto su uso, se empleo en todos los minerales de plata indistintamente, fuera cual fuera la composición del mineral base. La 3ª etapa, aunque denominada “lavado”, debiese ser llamada mas exactamente “flotación”, ya que se trataba de un proceso destinado a separar, basándose en sus diferentes pesos, las partículas mas pesadas, las de la amalgama de plata y mercurio, que por tanto se iba al fondo, mientras que la materia mas ligera de la torta, formada una capa delgada de lodo recibía el nombre de “lama”.Evidentemente en esta operación se perdía una cierta cantidad de lama y para recobrarla se hacia pasar el desperdicio por unas artesas de sedimentación.En la última etapa, la masa amalgamada se comprimía hasta tomar forma de piña, nombre que en efecto recibía, y mediante aplicación de calor, el mercurio se vaporizaba y se recogía en una especie de capucha de metal llamada “capellina”, desde la que por enfriamiento resbalaba y era recogido en la base.La plata que quedaba en la piña era casi totalmente pura y se sometía luego a fusión con el fin de darle una forma comercial de barra con un peso fino de aproximadamente 130 marcos.

PROCESO POR EXTRACCIÓN DE MINAS

Extracción: En los laboríos se prepara, ya sea el frente o cielo, así como los rebajes para realizar la tronada (dinamitar) esto se realiza por medio de barrenos hechos por la perforadora, con la finalidad de depositar uno o más cartuchos de un explosivo plástico, este va conectado a una mecha la cual recibe el nombre de "termalita", que en sus extremos se le coloca unas terminales conocidas como cápsulas, uno que permite encender la mecha y el otro que detona el explosivo.

Posteriormente de la tronada, el material que se acumula es cargado por medio de la pala neumática en los carros de góndola, trasladándolo a los depósitos denominados alcancías que son contenedores de almacenamiento de carga para después ser transportado por el manteo.

Cribado y quebrado de material: Por medio del manteo general se canaliza el material al área de quebradoras, en donde por medio de maquinaria conocida como quebradores primarios se reducen las piedras de gran volumen a medidas inferiores, clasificándose en las cribas (equipos semejantes a una coladera doméstica), para seguir a los quebradores secundarios o ser reciclados a los primarios, una vez que se obtiene la medida óptima del material, por medio de unas bandas es transportada a la molienda.

Muestreo: Este paso es intermedio y paralelo entre el cribado y molienda, ya que aquí se realizan los muestreos de las cargas para determinar la ley (grado de pureza y cantidad de plata y oro por carga) de material de proceso.

Molienda: Una vez quebrado el material, por medio de las bandas alimentadoras, llega el material a los molinos de mineral, éstos grandes cilindros constituidos por lianas de acero al molibdeno sujetadas en su pared por medio de tortillería permiten que por medio de las bolas de acero que giran en el interior del molino (el cual tiene un movimiento rotatorio) el material sea molido para convertirlo en lodo, ya que se le alimenta agua constantemente al interior del molino, saliendo a través del "trunions" (o salida del molino) para que por medio de canales sea enviado al siguiente proceso.Cianuración: El material ya molido pasa a los tanques, en los cuales por medio de un impulso de rastrillo, el cual siempre está en movimiento (algo parecido al impulsor de una lavadora doméstica) añadiendo cianuro para iniciar el proceso de beneficio de oro y plata, por medio de este sistema de agitación y cianuración una mezcla homogénea que se envía a la plata de flotación.


Flotación: Aquí se recolecta las primeras espumas que se obtienen del proceso de cianuración, por medio de celdas contenedoras (tanque de lámina de acero) y de impulsores giratorios (éstos a unas revoluciones de giro considerablemente alta) hacen que las partículas de oro y plata se separen de la tierra y piedra molida para flotar en la espuma, que es derramada en unos conductos laterales de los tanques, estas espumas son enviadas por medio de bombeo al área de fundición y los deshechos también se envían por medio de bombas para ser almacenadas en los terrenos que se encuentran en las afueras de la ciudad conocidos como los "jales", que reciben este nombre dado que el deshecho de los procesos se llama tierra de "jal".

Fundición: Recolectan las espumas enviadas por parte de flotación, colocándose en unos sacos de lona, los cuales se encuentran en el interior de las prensas "Merick", para que sean compactadas y solidificadas por medio de presión, una vez extraídos, por un lado la humedad (agua cianurada) y por otro los lodos anódicos, se procede a depositar en los moldes para la fundición de los mismos. La fundición se realiza en hornos cuyo combustible es el diesel o petrolato (éste último también derivado del petróleo similar al diesel pero más impuro).

En este proceso se le agrega a los lodos las ropas de deshecho de los trabajadores de las áreas de fundición y refinería (esto se realiza según las políticas de la empresa para evitar a toda costa las mermas de los metales preciosos) trozos de vidrio, madera, bórax entre otros, con el fin de que durante el proceso de fundición se limpien los metales obteniendo placas anódicas para el proceso de refinado.

Refinería: Una vez recibidas las placas anódicas de plata, se depositan en las tinas electrolíticas, que por medio de químicos y electricidad se desintegran las placas convirtiéndose en cristales de plata y oro, este material en esa presentación se le llama granalla de plata y oro, el cual es transportado a los hornos para fundir el material, los hornos empleados en este proceso son eléctricos para evitar contaminantes al ecosistema y para evitar perdidas por volatilidad de los minerales a fundir. Ya fundida la plata se deposita en las lingoteras giratorias, esto es una plancha en forma de disco que gira en forma horizontal en torno al horno.

La plata es uno de los minerales de Mayor importancia en la actualidad debido a su explotación así como sus multiples aplicaciones tanto en la industria química ó metalurgica como en la vida diaria.Es considerado un metal noble por su invulnerabilidad a la oxidación junto con el Au y el Pt forma parte del grupo de los metales preciosos. 

La plata es uno de lo 7 metales conocidos desde la antigüedad se menciona en el libro del Génesis el metal comenzó a separarse del plomo al menos cuatro milenios antes de Cristo. La plata se conoce y valora como metal decorativo y para monedas desde tiempos muy remotos gracias a su belleza y facilidad de manipulación. La plata tomó nombre del adjetivo plattus, del latín medieval, ancho, aplanado. Se utilizó para nombrar específicamente los lingotes del metal que los romanos habían llamado argentum (por eso el símbolo Ag). La plata pura es de color blanco, muy blanda y dúctil

Es un elemento químico de número atómico 47 situado en el grupo 1b de la tabla periódica de los elementos Su símbolo es Ag . Es un metal de transición blanco , brillante , blando , dúctil,   maleable y es el mejor conductor metálico del calor y la electricidad 

Biliografía;

* Velasco Ávila Cuauhtémoc, Flores Clair Eduardo, Parra Campos Alma Laura, Gutiérrez López Edgar Omar, 1988, Estado y minería en México, (1767 a 1910), Secretaria 
* Video Rocas y Minerales. 
* Enciclopedia Multimedia "La Tierra

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE TLAXCALA

Por;
Ing. Cuamatzi Velazquez Juan Antonio
Ing. Galicia Xicohténcatl Alejandro
Ing. Juarez Sanches Victor Hugo
Ing. Ramiro Vazquez José Miguel
Ing  Rojas Águila Hugo