procesos industriales

Los procesos industriales son procedimientos que involucran etapas químicas , físicas , eléctricas o mecánicas para la fabricación de uno o varios artículos, generalmente a gran escala. Los procesos industriales son componentes clave de la industria pesada.

Procesos químicos según la materia básica principal

Ciertos procesos químicos generan materiales básicos importantes para la sociedad, como el cemento , el acero , el aluminio y los fertilizantes . Sin embargo, estas reacciones químicas contribuyen al cambio climático al emitir dióxido de carbono , un gas de efecto invernadero , tanto a través de las reacciones químicas como mediante la combustión de combustibles fósiles para generar las altas temperaturas necesarias para alcanzar las energías de activación de dichas reacciones.

Cemento (la pasta que se encuentra dentro del hormigón)

Calcinación : La piedra caliza , compuesta principalmente de carbonato de calcio fosilizado (CaCO₃₎ , se descompone a altas temperaturas en óxido de calcio (CaO) utilizable y dióxido de carbono ( CO₂ ₎ , que se libera como subproducto . Esta reacción química, denominada calcinación, desempeña un papel fundamental en la creación del cemento (la pasta del hormigón ). La reacción también es importante para proporcionar óxido de calcio que actúa como fundente químico (eliminación de impurezas) en un alto horno .

CaCO ₃ (s) → CaO (s) + CO ₂ (g)

Acero

Fundición : Dentro de un alto horno , el monóxido de carbono (CO) se libera al quemar coque (un derivado del carbón con alto contenido de carbono ) y elimina el oxígeno (O) no deseado presente en los minerales ._ElCO₂ se libera como subproducto, arrastrando el oxígeno y dejando el metal puro deseado. Principalmente, la fundición de hierro es el proceso mediante el cual se crea acero (principalmente hierro con pequeñas cantidades de carbono) a partir del mineral de hierro y el carbón extraídos.

Fe ₂ O ₃ (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO ₂ (g) ^{[ 1 ]}

Aluminio

Proceso Hall-Héroult : _{el óxido}_de aluminio ( Al₂O₃ ) se funde con coque (C) en una reacción de electrólisis a alta temperatura , obteniéndose el aluminio puro deseado (Al) y una mezcla de CO y CO₂ _.

Al ₂ O ₃ (s) + 3 C(s) → 2 Al(s) + 3 CO(g)

2 Al ₂ O ₃ (s) + 3 C (s) → 4 Al (s) + 3 CO ₂ (g)

Fertilizante

Proceso Haber : El nitrógeno atmosférico (N₂₎ se separa, produciendo amoníaco (NH₃₎ , que se utiliza para fabricar todos los fertilizantes sintéticos . El proceso Haber utiliza unafuente de carbono fósil , generalmente gas natural , para proporcionar el CO₂ necesario para la_reacciónde desplazamiento del gas de agua , que produce hidrógeno (H₂₎ y libera CO₂ . El H₂_se utiliza para romper el fuerte triple enlace del N₂_, obteniendo así amoníaco industrial .

CH ₄ (g) + H ₂ O (g) → CO (g) + 3 H ₂ (g)

CO(g) + H ₂ O(g) → H ₂ (g) + CO ₂ (g)

N₂ ₍ g) + 3 H₂ ₍ g) → 2 NH₃ ₍ g)

Otros procesos químicos

Desinfección : tratamiento químico para eliminar bacterias y virus.
Piroprocesamiento : uso de calor para combinar químicamente materiales, como en el cemento.

Electrólisis

La disponibilidad de electricidad y su efecto sobre los materiales dieron lugar a diversos procesos para el recubrimiento o la separación de metales.

Proceso electrolítico : cualquier proceso que utilice electrólisis.
Deposición electroforética : deposición electrolítica de partículas coloidales en un medio líquido.
Electropulido : el proceso inverso al galvanizado.
Electrotipografía : uso de la galvanoplastia para producir planchas de impresión.
Dorado , galvanoplastia , anodizado , electroobtención : deposición de un material sobre un electrodo.
Enfoque isoeléctrico, también conocido como electroenfoque: similar a la galvanoplastia, pero separando moléculas.
Metalización , recubrimiento , recubrimiento por centrifugación : términos genéricos para dar a los materiales no metálicos un recubrimiento metálico.

Corte

Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)
Corte láser
Mecanizado : el corte y conformado mecánico de metales que implica la pérdida de material.
Soldadura y corte oxiacetilénico
Corte por plasma
Aserradura
Cizallamiento
Corte por chorro de agua : corte de materiales mediante un chorro de agua a muy alta presión.

Metalurgia

Cementación , endurecimiento diferencial , granallado : creación de una superficie resistente al desgaste.
Fundición : proceso de dar forma a un material líquido vertiéndolo en moldes y dejándolo solidificar.
Troquelado : Se presiona un troquel o matriz sobre un material plano para cortar, marcar, perforar y dar forma al material.
Horno de arco eléctrico : procesamiento a muy alta temperatura
Forjado : el proceso de dar forma al metal mediante calor y martillo.
Hidroconformado : un tubo de metal se expande dentro de un molde bajo presión.
Endurecimiento por precipitación : tratamiento térmico utilizado para fortalecer materiales maleables.
Estampado progresivo : producción de componentes a partir de una tira o rollo.
Chorro de arena : limpieza de una superficie mediante arena u otras partículas.
Fundición y reducción directa: extracción de metales de los minerales.
Soldadura , soldadura fuerte , soldadura blanda : un proceso para unir metales.
Estampado
Fabricación de acero : transformación del arrabio fundido en acero.
Pulido por volteo – para pulir
Endurecimiento por deformación: proceso que aumenta la resistencia de metales, aleaciones, etc.

Hierro y acero

Fabricación de acero con oxígeno básico
Proceso de Bessemer
Alto horno : producía hierro fundido
Fragua catalana , horno de hogar abierto , horno de fundición : producía hierro forjado.
Proceso de cementación
acero de crisol
Reducción directa: produjo hierro de reducción directa .
Fundición : proceso que consiste en utilizar hornos para producir acero, cobre, etc.

Moldura

La conformación física de materiales mediante la formación de su forma líquida utilizando un molde.

Moldeo por soplado, como en los envases de plástico o en la industria de los envases de vidrio : fabricación de objetos huecos mediante soplado en un molde.
Fundición , fundición en arena : el proceso de dar forma a metales o plásticos fundidos utilizando un molde.
Moldeo por compresión
Sinterización , metalurgia de polvos : la fabricación de objetos a partir de polvo metálico o cerámico.

Separación

Muchos materiales existen en forma impura. La purificación o separación permite obtener un producto utilizable.

Conminución : reduce el tamaño de las partículas físicas (se sitúa entre la trituración y la molienda).
Proceso Frasch : para extraer azufre fundido del suelo.
Flotación por espuma , proceso de flotación : separación de minerales mediante flotación.
Extracción líquido-líquido : disolver una sustancia en otra.

Destilación

La destilación es la purificación de sustancias volátiles mediante evaporación y condensación.

Fabricación aditiva

En la fabricación aditiva , el material se añade progresivamente a la pieza hasta obtener la forma y el tamaño deseados.

Petróleo y compuestos orgánicos

La naturaleza de una molécula orgánica implica que puede transformarse a nivel molecular para crear una gama de productos.

Alquilación : refinación del petróleo crudo.
Proceso Burton : craqueo de hidrocarburos
Craqueo (química) : término genérico para la ruptura de moléculas más grandes.
Proceso cuménico : elaboración de fenol y acetona a partir de benceno.
reacción de Friedel-Crafts , reacción de Kolbe-Schmitt
Metátesis de olefinas , despolimerización térmica
Proceso oxo : produce aldehídos a partir de alquenos.
Polimerización
Proceso de Raschig para la producción de hidroxilamina : produce hidroxilamina , un precursor del nailon.
Transesterificación – productos químicos orgánicos

Organizado por producto

Aluminio – ( Proceso Hall-Héroult , proceso Deville , proceso Bayer , proceso Wöhler )
Amoníaco , utilizado en fertilizantes ( proceso Haber ).
Bromo – ( Proceso Dow )
Cloro , utilizado en la industria química ( proceso cloroalcalino , proceso Weldon , proceso Hooker ).
Grasa – ( renderizado )
Fertilizante – ( proceso de nitrofosfato )
Vidrio – ( Proceso Pilkington )
Oro – ( oxidación bacteriana , proceso de Parkes )
Grafito – ( Proceso Acheson )
Agua pesada , utilizada para refinar productos radiactivos ( proceso de sulfuro de Girdler ).
Hidrógeno – ( reacción de desplazamiento del gas de agua , reformado con vapor )
Plomo (y bismuto ) – ( proceso electrolítico de Betts , proceso de Betterton-Kroll )
Níquel – ( Proceso Mond )
Ácido nítrico – ( proceso de Ostwald )
Papel – ( pulpa , proceso Kraft , máquina Fourdrinier )
Caucho – ( vulcanización )
Sal – ( Proceso Alberger , proceso de evaporación Grainer )
Cristales semiconductores – ( método de Bridgman–Stockbarger , método de Czochralski )
Plata – ( Proceso Patio , Proceso Parkes )
Carburo de silicio – ( Proceso Acheson , Proceso Lely )
Carbonato de sodio , utilizado para la fabricación de jabón ( proceso Leblanc , proceso Solvay , proceso Leblanc-Deacon ).
Ácido sulfúrico – ( proceso de cámara de plomo , proceso de contacto )
Titanio – ( Proceso Hunter , proceso Kroll )
Circonio – ( proceso Hunter , proceso Kroll , proceso van Arkel-de Boer )

Una lista por proceso:

Proceso Alberger , proceso de evaporación Grainer : produce sal a partir de salmuera.
Oxidación bacteriana : se utiliza para producir oro.
Proceso Bayer : la extracción de aluminio del mineral.
Proceso cloroalcalino , proceso Weldon : para la producción de cloro e hidróxido de sodio.
Proceso Dow : produce bromo a partir de salmuera.
Proceso Formox : oxidación de metanol para producir formaldehído.
Proceso de sulfuro de Girdler : para la producción de agua pesada.
Proceso Hunter , proceso Kroll : produce titanio y circonio.
Procesamiento industrial : separación de la grasa del hueso y las proteínas.
Proceso de cámara de plomo , proceso de contacto : producción de ácido sulfúrico
Proceso Mond – níquel
Proceso de nitrofosfato : varios procesos similares para la producción de fertilizantes.
Proceso de Ostwald : produce ácido nítrico.
Embalaje
Proceso de paloma : produce magnesio, reduciendo el óxido mediante silicio.
Reformado con vapor , reacción de desplazamiento del gas de agua : produce hidrógeno y monóxido de carbono a partir de metano o hidrógeno y dióxido de carbono a partir de agua y monóxido de carbono.
Metalización al vacío : un proceso de acabado
Proceso Van Arkel-de Boer : para la producción de titanio, circonio, hafnio, vanadio, torio o protactinio.

Véase también

Referencias

↑ "Alto horno" . Ayuda científica. Archivado del original el 17 de diciembre de 2007. Consultado el 30 de diciembre de 2007 .

[Formulae2-1] "Alto horno" . Ayuda científica. Archivado del original el 17 de diciembre de 2007. Consultado el 30 de diciembre de 2007 .

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