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Title: Caracterización de productos de la industria cuprífera mediante espectroscopía de plasma inducida por ablación láser y técnicas espectrales.
Authors: Yáñez Solorza, Jorge, supervisor de grado
Sandoval Muñoz, Claudio José
Keywords: Espectroscopía de Plasma Inducido por Láser;Electrorefinamiento;Quimiometría;Cobre -- Composición
Issue Date: 2022
Publisher: Universidad de Concepción, Facultad de Ciencias Químicas.
Abstract: La minería es una de las actividades económicas más importantes a nivel global, centrada principalmente en la exportación, procesamiento y comercialización de minerales metálicos y no metálicos de interés industrial. En Chile la minería es un pilar fundamental en la economía nacional. A octubre del 2021 nuestro país se sitúa como el primer productor de cobre con un valor de 5.624 millones de toneladas métricas finas (tmf) equivalente un tercio de la producción con un 28% y un 23% de las reservas mundiales. En este proyecto de investigación se propuso la implementación de una nueva metodología de caracterización química basada en el uso de imágenes hiperespectrales (HSI), espectroscopía de plasma inducida por ablación láser (LIBS) y métodos multivariados para la caracterización de productos de la industria cuprífera en fase sólida y fase fundida. Las muestras en estado sólido fueron concentrados de cobre de distintas concentraciones y origen, donde se identificó y cuantificó arsénico (As), cobre (Cu), hierro (Fe), oxígeno (O), azufre (S) y silicio (Si), ente otros; y minerales como enargita (Cu3AsS4), calcopirita (CuFeS2), calcosina (Cu2S), covelina (CuS), pirita (FeS2), entre otras. Los métodos de referencia utilizados para caracterizar la composición química elemental fueron espectroscopía de absorción atómica con llama (FAAS), espectroscopía de emisión óptica con plasma inductivamente acoplado (ICP-OES) y gravimetría, mientras que para los minerales se utilizó difracción de rayos X (XRD) y evaluación cuantitativa de minerales mediante microscopía electrónica de barrido (QemSCAN). Estos métodos de caracterización (gold standard methods) fueron validados por medio del uso de materiales de referencia certificados (MCRs). Luego, para los modelos multivariados se utilizaron los espectros obtenidos por HSI y LIBS, así como los valores de referencia elementales y minerales. Se consideraron las figuras de mérito como R 2 Cal, R2 Pred, RMSEC y RMSEP para validar los modelos. Para los análisis cualitativos y/o de clasificación se utilizó PCA, SIMCA, KNN, entre otros. Para los modelos cuantitativos se utilizó PLS, alcanzando un RMSEP entre 2 a 4% para las especies elementales y 0.5 a 5% para las minerales. Para la muestra en fase fundida fue posible monitorear la concentración relativa de especies como Cu, O y S y su relación en función del tiempo de desulfuración. En base a los resultados obtenidos en esta tesis, se concluye que la metodología analítica propuesta basada en LIBS y métodos multivariados ha sido validada a escala de laboratorio de manera exitosa.
Description: Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias con mención en Química.
URI: http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/10097
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