Examinando por Autor "Riveros Urzua, Gabriel Angel"

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    Balance de materia y energía horno de refinación continua de lecho empacado
    (Universidad Andrés Bello, 2017) Vilches Soriano, Ricardo Gabriel; Riveros Urzua, Gabriel Angel; Facultad de Ingeniería
    Las fundiciones de cobre en Chile producen el 12% del mercado mundial de ánodos. A pesar de esta importante participación, la industria local vive un complejo escenario, debido a la utilización de tecnologías que datan de los años 70s. Las fundiciones nacionales enfrentan altos costos operacionales, en mano de obra, materiales, servicios, energía y medio ambiente. Ante este escenario se ha desarrollado un nuevo proceso de refinación continúa basado en las dos etapas del proceso en horno de ánodos pero ahora en dos hornos de lecho empacado, oxidación y reducción, donde el cobre blíster en el primer horno entra en contacto con un flujo de aire y una pequeña porción de gas natural, inyectados a contra corriente en un reactor con partículas de ladrillo refractario, el cobre resultante oxidado y desulfurizado continua su paso al siguiente reactor cargado con partículas de carbón vegetal en donde entra en contacto con una mezcla de aire y gas natural a contra corriente, con la finalidad de desoxidar el metal y formar cobre anódico con características químicas y físicas exigidas por la planta de moldeo. Este nuevo proceso por su rápida cinética requiere el conocimiento de balances de materia y energía que aseguren una producción a nivel industrial. En el presente trabajo se ha desarrollado un análisis a través de un modelo de Balances de Materia y Energía basados en el Software Comercial HSC 6.0 a la aplicación industrial de la tecnología de refinación continua de cobre en lecho empacado a un nivel de 15 t/h de cobre blíster líquido. Conociendo parámetros relevantes de operación industrial como las composiciones químicas del cobre blíster y cobre anódico. El balance de materia resultante muestra una salida de cobre anódico cerca de un 99,5% de cobre siendo este el resultado esperado, con los balances de energía se puede observar la necesidad de aumentar o reducir el calor, la regulación de gas natural a los distintos reactores puede ser una medida para solucionar la falta o exceso de energía.
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    Lixiviación por agitación de concentrado de cobre proveniente de la compañía minera San Geronimo en ambientes ácidos
    (Universidad Andrés Bello, 2018) Montecinos Calderón, Joaquín Ignacio; Riveros Urzua, Gabriel Angel; Facultad de Ingeniería; Escuela de Ciencias de la Tierra
    La lixiviación es una etapa tradicional e indispensable en el proceso productivo de cobre metálico a partir de minerales oxidados y sulfurados, sin embargo, la cantidad de óxidos es cada vez menor y tenderá a desaparecer en los próximos diez años; por otra parte, el tratamiento de los sulfuros por vía pirometalúrgica tradicional constantemente tiene costos operacionales más altos, y las normas ambientales son cada vez más estrictas respecto de las emisiones de gases fugitivos e impurezas, lo que ha motivado el desarrollo de técnicas que permiten aprovechar la capacidad ociosa generada en el tratamiento hidrometalúrgico, y así desarrollar procesos continuos, a menor costos y más sostenibles. Es así como un grupo de estudiantes y académicos de la Universidad de Santiago de Chile, del cual formé parte, está investigando y desarrollando un nuevo proceso de lixiviación continua de concentrados sulfurados de cobre. En este estudio se investigó, mediante pruebas experimentales a escala laboratorio, el consumo de diferentes reactivos lixiviantes de tipo ácido, la distribución másica del cobre y sus impurezas (Fe, As, Si y S), se realizó además un análisis termodinámico y cinético, junto con las posibles soluciones a problemáticas operacionales surgidas durante el estudio; estas pruebas se llevaron a cabo con una temperatura de 293,15 K, presión atmosférica, razón solido:liquido de 0,081, velocidad de agitación de 125,66 (rad/s) y pH de 1 para la pulpa, aunque variándolo en algunas pruebas experimentales y el D80 para el concentrado de 95 (μm). La oxidación de los minerales sulfurados de cobre resultó ser gobernada por un control de tipo difusional, en donde, una parte del azufre resultante bloquea la capa límite de la partícula, impidiendo la difusión del reactivo lixiviante hacia la superficie del mineral, como resultado, las recuperaciones metalúrgicas optimas fueron en promedio de 14,61% a los 918 (s). Además, en el proceso, se observó una alta dependencia del ácido y del oxígeno, de este último, solo reaccionó en promedio el 0,05% del estequiométrico. Adicionalmente, la problemática 16 difusional se solucionaría aumentando la cantidad de oxígeno en el sistema, debido a que el azufre que rodea a las partículas del mineral reaccionaría para formar ácido sulfúrico. Los resultados concernientes al comportamiento de los reactivos lixiviantes indicaron que el mejor agente es el ácido sulfúrico, puesto que tiene la más alta recuperación metalúrgica, de 17,47% a los 1.100 (s), además posee la más baja tasa de consumo de protones, vale decir, que de cada 6,77 moles de protones agregados, 1 (mol) va destinado a disolver 1 (mol) cobre de los minerales sulfurados; igualmente, considerando que la calcopirita es el mineral de mayor abundancia en este concentrado de cobre, el ácido sulfúrico es el que mejor lo disuelve. Finalmente, de todos los compuestos moleculares estudiados, los formados con sulfato prevalecen sobre los otros en su estabilidad. Durante la lixiviación, el arsénico y el silicio forman, reversiblemente, ácido tetraoxoarsénico (V) (H3AsO4) y ácido trioxosilícico (IV) (H2SiO3), respectivamente, los cuales tienen la capacidad de disolver todos los minerales sulfurados de cobre detectados, siendo responsables, en conjunto, del 3,825% del total de cobre recuperado en promedio. Por otra parte, el agua de mar cumple la función de mejorar el potencial de lixiviación, beneficiando a los minerales cuyas valencias para el cobre son de +1. Los reactivos de flotación arrastrados por el concentrado tienden a aumentar su tensión superficial durante la lixiviación, es más, gracias a los gases generados, los hace difícilmente coalescentes, por lo cual, se catalogaron como un problema a solucionar; por su parte, la tostación de concentrados de cobre logró eliminarlos por completo. Por otro lado, la lixiviación de la calcina logró una recuperación de 98,36% como consecuencia de trasformar los minerales sulfurados a oxido de cobre (II). Los resultados del estudio señalan una variedad de líneas investigativas, con el fin de desarrollar una novedosa tecnología de producción de cobre metálico a partir de minerales sulfurados, como remplazo de aquellas tradicionales existentes en la actualidad.