Facultad de Ingeniería
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Browsing Facultad de Ingeniería by Author "Águila Schroer, Katherine Renate"
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Item Evaluación de un proceso integrado de tratamiento de escorias usando H2V para optimizar la recuperación de cobre y valorizar el Fe en una fundición de concentrados sin residuos.(Universidad de Concepción, 2025) Águila Schroer, Katherine Renate; Parra Figueroa, Roberto; Parada Luna, FernandoEsta Memoria de Título se enmarca en el proyecto TA 23I10031 financiado por ANID: “Procesamiento sostenible de concentrados de cobre: fusión reductora con hidrógeno verde de calcinas oxidadas y escorias de cobre”. El estudio tiene como objetivo desarrollar un análisis técnico económico de la modificación de la estructura productiva en el proceso convencional de una fundición de concentrados de cobre operando en una configuración clásica: fusión, conversión y piro-refinación. Este proceso tratará las escorias de fusión y conversión -que convencionalmente son tratadas para recuperar el cobre-, y además aquellas que se recirculan en la estructura productiva: mazamorras y escorias anódicas, es decir, en un solo reactor se tratarán todas las escorias de una fundición. Esta nueva tecnología se basa en la reducción intensiva de escorias mediante hidrógeno verde como agente reductor, lo que permite maximizar la recuperación de cobre metálico y generar dos coproductos adicionales con valor comercial: hierro metálico (arrabio o hierro fundido) y una escoria secundaria cementicia. La formación de esta última se logra mediante la adición controlada de CaO y Al₂O₃ para alcanzar una proporción 48:12:40 (CaO:Al₂O₃:SiO₂), compatible con los requerimientos de la industria cementera como aditivo o precursor de Clinker. Desde el punto de vista operativo, se considera una etapa previa de oxidación para eliminar el azufre de la escoria CT, lo que evita la generación de gases tóxicos como H₂S(g) durante la reducción con hidrógeno, mejorando así la seguridad del proceso. Se analizaron dos alternativas de valorización del hierro: la evaluación se realizó para tratar 240 mil toneladas/año de escoria considerando la producción de arrabio (Caso A) y de hierro fundido (Caso B), con un horizonte de 10 años, una tasa de descuento del 10% y un impuesto a la renta del 27%. Los resultados muestran que ambos casos presentan un Valor Actual Neto (VAN) positivo, lo que indica la viabilidad económica de las alternativas bajo las condiciones evaluadas. Para el Caso A, el VAN varía entre 89 y 114 millones USD, mientras que, en el Caso B, los valores son notablemente más bajos, oscilando entre 6 y 34 millones USD, dependiendo del porcentaje de carga fría. Esta diferencia de rentabilidad se explica principalmente por los mayores ingresos anuales del arrabio, su mejor rendimiento por tonelada de escoria tratada, y un menor consumo energético específico, lo que reduce significativamente los costos operacionales. En conjunto, estos factores posicionan al arrabio como la alternativa más rentable y robusta frente a variaciones operativas dentro del proceso. Desde un enfoque ambiental y estratégico, la propuesta representa una alternativa altamente relevante: contribuye a la reducción significativa de emisiones de CO₂(g) mediante el uso de hidrógeno verde, permite la revalorización de un pasivo industrial de alto impacto acumulativo como lo son las escorias de cobre, y genera productos con valor agregado destinados a las industrias siderúrgica y cementera. Estos elementos posicionan al proyecto como un caso sólido de economía circular aplicada al sector minero-metalúrgico, con un claro potencial de desarrollo y optimización para su implementación futura.