Llamamos metalurgia al conjunto de procesos que se llevan a cabo para obtener un metal a partir del mineral que lo contiene
Los minerales son compuestos que contienen diversos elementos combinados entre sí. Algunos de estos elementos pueden ser metales.
El primer paso para obtener un metal es, por lo tanto, extraer el mineral de la naturaleza. Los minerales se encuentran en acumulaciones llamadas yacimientos. Las explotaciones para extraer los minerales de un yacimiento se llaman minas, que pueden ser subterráneas o a cielo abierto.
Pero los minerales nunca están solos. Siempre suele haber varios de ellos, unos junto a otros. En la siguiente foto, el mineral de color oscuro se llama siderita, y contiene hierro. Pero pegados a él hay otros minerales, de color más claro, que se llaman yeso y celestina, y que no tienen interés comercial porque no contienen hierro.
Así pues, después de extraer los minerales de la mina, tenemos que separar aquellos minerales que nos interesan (y que llamaremos mena) de los que no (que llamamos ganga).
Para poder separar la mena de la ganga primero hay que triturar bien los minerales.
Una vez triturados, se pueden separar mena y ganga, mediante diversos métodos.
Después hay que extraer el metal que está contenido en la mena. Aunque hay diversas formas de hacerlo, casi siempre hace falta fundir el mineral en hornos.
A veces, después de obtener el metal interesa eliminar las impurezas que pueda contener. A este proceso se le llama refinado.
Resumiendo, los cinco procesos de la metalurgia son (pincha sobre cada uno de ellos para ver su explicación):
En Almería encontramos tanto minas a cielo abierto como subterráneas. Las minas a cielo abierto son las que se desarrollan en la superficie del terreno. La encontramos en la minería tradicional y en las actuales canteras, como las de mármol.
Mina de hierro a cielo abierto Cantera de mármol
La minería subterránea se desarrolla bajo la superficie. Para acceder a las zonas de explotación (donde se encuentra el mineral que se desea extraer) se pueden utilizar galerías (horizontales), pozos (verticales) o trancadas (inclinadas). En el caso de los pozos tienen, en su parte superior, la maquinaria que permite subir y bajar personas y mineral. Esta maquinaria suele estar alojada en un castillete.
Galería, que aún conserva los raíles para las vagonetas de mineral Bajo el castillete se encuentra el pozo Esquema del castillete, que aloja la maquinaria, y del pozo, que permite acceder a la zona de explotación Trancada
Además, en muchos casos es posible encontrar las zonas de explotación (en otros no, porque se han rellenado). Cuando el mineral se encontraba en filones se solía extraer por realces (desde abajo), lo que deja los enormes huecos vacíos de los filones:
Filón vaciado, con una "llave" (una porción de mineral sin retirar) para evitar que colapse
Por el contrario, si el mineral se encontraba en forma de bolsadas, un método común de extracción era el de cámaras y pilares (grandes huecos en los que se dejan pilares del propio mineral para evitar que el techo colapse):
Zona de explotación por el método de cámaras y pilares
Al principio el arranque de los minerales se llevaba a cabo por medios rudimentarios, a base de pico y fuerza humana. Con el tiempo, sobre todo tras la aparición de la dinamita, se fueron empleando los explosivos como método de arranque, y los martillos neumáticos para desmenuzar el material así arrancado. Para introducir los cartuchos de explosivos se hacían agujeros mediante barrenos.
Agujeros de barreno, listos para introducir el explosivo, en la mina Consulta de Rodalquilar
Trituración y molienda
Al principio este proceso era también manual, y se llevaba a cabo con grandes mazos o almádenas. Posteriormente el proceso se mecanizó, y aparecieron diversos tipos de trituradoras (que reducen el tamaño del mineral al orden de centímetros) y molinos (que lo reducen al orden de milímetros). Apenas quedan restos de estas instalaciones, salvo las bancadas donde se situaron. Los molinos de bocartes, las trituradoras de mandíbulas, los molinos de martillos, de rodillos, de conos (conos Symons) o de bolas fueron comunes en Almería.
En el molino de bocartes, unas pesadas piezas en forma de cilindro (bocartes), subían y bajaban accionadas por unas levas, aplastando el mineral en su caída
Esquema de una trituradora de mandíbulas
Esquema de un molino de bolas
Esquema de un molino de cono
Uno de los pocos restos encontrados de la molienda de minerales es la que posiblemente sea una bola de un molino de bolas. Consistía en un tambor en cuyo interior había bolas de acero. En él se introducía el mineral, y cuando el tambor daba vueltas las bolas lo golpeaban, triturándolo. Estas bolas sufrían un gran desgaste, como puede apreciarse en la imagen.
La separación de mena y ganga
La concentración, lavado, o separación de mena y ganga, se llevó a cabo mediante diversos medios, que fueron evolucionando con el tiempo.
El método más primitivo es el conocido como "criba cartagenera". Los minerales ya triturados se colocaban en una caja, abierta por su parte superior, y cuyo fondo era una criba. Se introducía en el agua, y se subía y bajaba, de manera que al bajar rápidamente los minerales quedaban brevemente en suspensión en el agua. Tras varias horas de realizar esta operación se conseguía que los minerales más densos quedasen en el fondo, pegados a la criba, y los más ligeros en la parte superior.
En la figura, un esquema del funcionamiento de una de estas cribas. Los materiales más densos (en rojo) van al fondo con mayor rapidez, por lo que, subiendo y bajando la criba repetidamente dentro del agua, se conseguía su separación. Esta operación llevaba varias horas.
Esquema simplificado del funcionamiento de una criba cartagenera
Posteriormente (desde mediados del siglo XIX, más o menos), comenzaron a utilizarse los rumbos (deformación de la palabra inglesa round buddle, o lavadero redondo). Consistían en un círculo cuyo interior tenía forma de cono. Por la parte más alta (el centro) se introducía el mineral junto con agua. Unas lonas iban empujando esta mezcla de forma que realizase un recorrido circular a lo largo del rumbo. De esta forma se conseguía que los materiales más densos quedasen depositados en las partes más altas del cono, y los menos densos en las inferiores. Había también rumbos con forma de cono invertido, en los que la parte más alta quedaba en la periferia. En este caso el mineral con el agua se introducía por aquí, y el desagüe estaba en el centro.
Eran también dispositivos poco eficientes, y requerían largo tiempo y varias reintroducciones del material para conseguir una buena separación. De estos dispositivos sí quedan vestigios en Almería.
Rumbos convexo y cóncavo Restos de un rumbo en la mina del Carmen (el Marchal de Antón López) Recreación del rumbo de la imagen anterior: 1 - Entrada de agua y mineral triturado; 2 - Peines; 3 - Mena, más pesada, queda en la parte superior del rumbo; 4 - Salida del agua con la ganga
Se emplearon asimismo otros dispositivos de separación por densidades, como las mesas Wifley, hasta que, en los años 1940, se introdujo el método de separación por flotación, que, por su eficacia, desplazó a los demás. Consiste en introducir mena y ganga en un recipiente (celda de flotación), al que se añade agua y determinados agentes espumantes. Al remover todo, se forma una espuma, que flota y rebosa. Bien la ganga o bien la mena tienen afinidad por las burbujas de la espuma, quedando pegadas a ellas, y rebosando del recipiente, mientras que la otra queda depositada en el fondo del mismo.
Quedan restos de celdas de flotación en varias de las antiguas instalaciones metalúrgicas de Almería.
Celdas de flotación de la mina del Carmen, en el Marchal de Antón López
La obtención del metal
En Almería quedan numerosos restos de hornos empleados antaño en la obtención de los diversos metales.
El plomo se obtenía fundiendo la galena (mena de plomo) en hornos de reverbero. En ellos el hogar (lugar donde se quema el combustible, que al principio era leña, y luego carbón) está separado de la plaza, el lugar donde se sitúa el mineral. Una bóveda refleja el calor producido en el hogar sobre la plaza.
Los hornos más primitivos eran poco eficaces, y de pequeño tamaño. Se llamaban boliches, y generalmente se situaban a pie de mina.
A lo largo del siglo XIX fueron apareciendo numerosas fundiciones, que empleaban hornos de reverbero de distintos tipos, siempre más modernos y eficaces que los primitivos boliches. Uno de estos tipos era el horno castellano, o de pava, llamado así por el gran fuelle (pava) que tenía para avivar el fuego.
Horno castellano de la fundición de Castala, en Berja
Las galerías de condensación
En las fundiciones de plomo son muy comunes las galerías de condensación. Son largos conductos por los que circulan los vapores de fundición, y que cumplían dos funciones:
Llevar los vapores tóxicos (por su contenido en plomo) lejos del lugar donde trabajaban los operarios
Permitir que el plomo que iba en dichos vapores se condensase en las paredes y suelos de las galerías, para de esta forma poder recogerlo con posterioridad
Para poder cumplir esta segunda función las galerías debían ser lo suficientemente largas para permitir que los vapores se enfriasen y el plomo se condensase (por ello a veces se construían con forma de zig-zag, para aumentar su recorrido), y lo suficientemente anchas y altas para permitir que una persona pudiese introducirse para recoger el plomo (un oficio poco envidiable)
Estas galerías acababan en una chimenea, que facilitaba el tiro.
Galería de condensación zigzagueando por la sierra, y chimenea Interior de una galería de condensación
El hierro generalmente no se obtenía en Almería, sino que el mineral se enviaba a los altos hornos de Vizcaya e Inglaterra. Únicamente funcionó durante un breve periodo, a mediados del siglo XIX, un alto horno en la localidad de Garrucha.
Sin embargo, sí solía llevarse a cabo un primer tratamiento del mineral, la calcinación.
La Calcinación
Las menas de hierro suelen ser óxidos (limonita, hematites, oligisto, ...) o carbonatos (siderita). Los carbonatos tienen un contenido en hierro menor que los óxidos, por lo que era corriente oxidarlos (convertirlos en óxidos), para de esta forma abaratar el transporte.
Para ello el mineral se calentaba (sin llegar a fundir) en hornos de cuba (en los que el combustible y el mineral están en el mismo recinto). Al oxidarse, el mineral perdía hasta una tercera parte del peso (en forma de dióxido de carbono), sin perder nada de hierro (ésto es lo que provocaba el abaratamiento del transporte).
Para calcinar, el mineral no debía ser de tamaño muy pequeño, por lo que nunca se molía, todo lo más se trituraba. Con estos tamaños la separación de mena y ganga muchas veces se hacía manualmente, sobre todo si la cantidad de ganga no era muy grande.
Horno de cuba para calcinación de carbonatos en Lucainena de las Torres
Cuando el mismo proceso se realiza no con carbonatos, sino con sulfuros (de hierro, la pirita, de cobre, la calcosina, de zinc, la esfalerita,...) se llama tostación.
El oro también se obtuvo en Almería, y quedan asimismo restos de algunas de las instalaciones. En la sección correspondiente se explica su funcionamiento.
Planta Denver para obtención de oro en Rodalquilar
Asimismo existieron instalaciones para la obtención de otros metales, como el cobre o el mercurio.
Refinado
En cuanto al refinado o afino de metales, en Almería se llevó a cabo en casos muy concretos. Las fundiciones de plomo solían afinarlo, separándolo de otros metales (generalmente la plata) en los llamados hornos de copela, que eran un tipo de hornos de reverbero.
También se afinó el oro. De las instalaciones sólo quedan dos edificios, llamados PAF (purificación, afino y fundición), de sendas plantas de beneficio de oro en Rodalquilar.
