Browsing by Author "Balladares Varela, Eduardo"
Now showing 1 - 17 of 17
Results Per Page
Sort Options
Item Análisis espectral de la combustión de sulfuros de interés en la fundición flash de concentrados de cobre.(Universidad de Concepción, 2019) Díaz Pérez, Walter Juan Ramón; Balladares Varela, Eduardo; Toro Navarrete, Carlos AndrésEn la presente tesis se expone un trabajo experimental a escala de laboratorio, en el cual se estudió la combustión de sulfuros de Cu y Fe que son de interés en la fusión de concentrados de cobre, para esto se tuvo como soporte técnicas de procesamiento de datos, que permitieron obtener información relevante a partir de la radiación espectral emitida por las partículas durante su combustión. El uso de técnicas quimiométricas como análisis de componentes principales (PCA) permite encontrar patrones que no se observan directamente en los datos originales, en nuestro caso el uso de la técnica permitió identificar peaks en 606 y 616 nm que no eran visible en el espectro calibrado de la calcopirita. Por su parte, durante la combustión de pirita y F eS se detectaron peaks en 779 y 794 nm, los cuales no habían sido reportados anteriormente en la literatura. Los PCA scores de los espectros de las diferentes mezclas de pirita-calcopirita permitió identificar el carácter o el componente mayoritario de la mezcla, a su vez los PCA loadings evidenció que un aumento en la temperatura en la nube de combustión permite apreciar los peaks que inicialmente están ocultos. Por último, se evaluó el efecto del tamaño de partícula sobre los espectros de emisión, donde se encontró que la combustión de ciertos tamaños de partículas permite una mayor adquisición de información de la especie mineral que está reaccionando y la fase que se está formando. Un ejemplo de ello ha sido encontrar a través de la técnica de PCA un perfil espectral, el cual debido a las condiciones experimentales y a la temperatura alcanzada por la llama se puede asociar a la formación de magnetita.Item Análisis químico cuantitativo de concentrados de cobre utilizando microscopía óptica multiespectral(Universidad de Concepción, 2020) Henríquez Véjar, Germán Andrés; Balladares Varela, EduardoEn el presente informe se propone un método que permitiría realizar análisis mineralógico de concentrados de cobre basado en reflectancia óptica multiespectral, usando iluminación especular (campo claro) e iluminación difusa (campo oscuro). El presente estudio se dividió en tres etapas, la primera consistió en la obtención de longitudes de onda discriminantes a través del uso de un espectrómetro en el intervalo VISNIR, entre 400 y 920 nm. Se determinó que las longitudes de onda capaces de clasificar muestras de mineral corresponden a 600, 920 y 400 nm, en ese orden de importancia. En una segunda etapa se crearon modelos de ML con algoritmos KNN y SGD con los mismos minerales. Se probó la validación de los modelos y se determinó que: • En BF las longitudes de onda discriminantes corresponden a 400, 600 y 900 nm, donde la validación máxima fue de un 71,45% con el algoritmo KNN. • En DF no se pudo utilizar luz infrarroja, pero dentro del espectro de luz visible, las longitudes de onda que maximizaron la validación del modelo corresponden a 400, 430 y 560 nm. • Se identificó un efecto producido por la resolución en lo que se cree que es importante la razón entre el tamaño de partícula y el área ocupada por un píxel, sin embargo, esto requiere más estudio. En una tercera y última etapa se probaron los modelos obtenidos anteriormente en las condiciones que maximizan su validación sobre concentrados de cobre y se obtuvieron los siguientes resultados • El error promedio asociado a cada elemento corresponde a 18,9%, 60,7% y 40,1% para el cobre, hierro y azufre, respectivamente. • Se determina que el modelo no está en condiciones de utilizarse para determinar composiciones mineralógicas de concentrados de cobre. Se sugiere continuar la investigación enfocándose en el efecto del tamaño de partícula y la resolución de las imágenes utilizando iluminación difusa (microscopía de campo oscuro), agregando luz infrarroja además de la luz visible.Item Balance de energía en batería Planta Coque Compañía Siderúrgica Huachipato.(Universidad de Concepción, 2025) Rodríguez San Martín, Aníbal Andrés; Balladares Varela, EduardoEl acero es una aleación de hierro-carbono, que se destaca por su versatilidad ya que forma parte de la gran mayoría de nuestro entorno. Actualmente, el mercado global del acero está controlado por China y afecta la participación de varias compañías en el mercado. En cuanto a Chile, durante varios décadas el principal productor y exportador fue la Compañía Siderúrgica Huachipato, ubicada en la bahía de San Vicente, comuna de Talcahuano, Región del Bio Bio. Existen cuatro secciones fundamentales para la producción del acero, observables en la gran mayoría de siderurgias, estas son: Planta de Coque, Altos Hornos, Acería y Colada Continua, y Laminadores. Cada sección produce: combustibles, arrabio, acero, producto comercial, correspondientemente. En general, las plantas de coque se subdividen en tres áreas de trabajo, manejo de carbón, encargado de acopio y suministro de materia prima, batería, edificio refractario encargado de coquizar la mezcla de carbones, a través de pirólisis en ausencia de oxígeno dentro de los hornos mediante proceso batch. Por último, en la unidad de subproductos es tratado el gas coque producido en los hornos, donde se recuperan subproductos de éste tales como naftaleno, ácido sulfhídrico, alquitrán, amoniaco, y gas mezcla principal combustible para la operación de las máquinas de forma general dentro de toda la planta, la unidad de interés para el proyecto es la batería, donde ocurre la coquización, con una configuración de 58 hornos y 59 muros de combustión, para suministrar el calor necesario del proceso. Adyacentes a los hornos, se sitúan muros de combustión a cada lado del horno, encargados de suministrar la energía necesaria para que ocurra la coquización. Cada muro de combustión tiene asociado un equipo encargado de evacuar los gases de combustión denominados Waste Heat, mediante un sensor reporta el valor del %O2 en los gases quemados, clave en el desarrollo de este proyecto. Mediante dos cajas negras separadas se establecen relaciones de balance para el muro, donde el calor aportado corresponde a la combustión y consumos tales como calor sensible de gases salida y pérdidas. La diferencia corresponderá al calor disponible para el horno, a su vez, el balance para el horno involucra el aporte de calor del muro y consumos, calor sensible de gases, calor arrastrado por coque, pérdidas donde la diferencia es el calor disponible para el proceso de coquización, estimado en 23 Gcal/h. Debido a la constante operación de la batería es necesario llevar controles frecuentes y certeros en los diversos equipos para la correcta operación y producción, además de minimizar las pérdidas energéticas, finalmente se incluyen unas breves recomendaciones.Item Contribuciones para la elaboración de balance metalúrgico reconciliado en planta de Pallets Huasco(Universidad de Concepción, 2019) Leal Silva, Katherine Alejandra; Balladares Varela, EduardoLa presente memoria de título consiste en diversos aportes que permitan encauzar el balance másico en Planta de Pellets Huasco hacia un esquema de balance reconciliado, específicamente para un esquema de ajuste de balance por método de multiplicadores de Lagrange. Para contribuir en este esquema se modificaron y crearon protocolos de contrastación para validación y asignación del orden de confianza en instrumentación y su factor de peso, W, se generaron modelos y planillas de cálculo de acumulación de material en silos y agitadores, se estudió el modelo de acumulación de inventario en espesadores y finalmente se analizó la sensibilidad de la medición del densímetro de colas al cambiar la densidad de sólido. Las pruebas de contrastación arrojaron que el instrumento menos confiable es el densímetro de colas, con un valor de P=0.00, por lo que se le asignó, el lugar número uno, en orden de falta de confianza con un factor de peso W=0.5, seguido del pesómetro de preconcentrado con un valor de P=0.04 y W=0.53 en el lugar número dos. En el tercer lugar se ubicó el pesómetro de alimentación a molino 3, con un valor de P= 0.11 y factor de peso correspondiente a W=0.57, seguido de este en cuarto lugar se ubicó al pesómetro de pellet producto, con un P=0.32 y W=0.71. En quinto lugar el pesómetro de alimentación a molino 4 con P=0.41 y cuyo factor de peso fue de W=0.76 y en último lugar de desviación o en el primer lugar de confianza de los instrumentos contrastados se situó el flujómetro de descarga de relave con P=0.767 y factor de peso W=1. Las planillas de cálculo de acumulación de masa en silos y agitadores permiten la obtención de masa por minuto y por día, el cálculo de masa por periodos menores a un día es realizado a través de un método integral, el cual para el caso de acumulación en silos, tiene una variación entre 0.48% y 11%, respecto al método de cálculo diario, a través de un delta de altura final e inicial, por lo que para cálculos de acumulación de masa menores a un día se debe tener en cuenta esta diferencia. En cuestión de acumulación de masa en agitadores la diferencia que se debe considerar para el caso de cálculos de masa menores a un día, varía entre 4% y 8.20%. Al valor de estas masas en silos y agitadores se les asigna un factor de peso W=0.5. Para el caso de inventario en espesadores no se puede conocer la masa acumulada en estos sin antes conocer el perfil de concentración al interior.En el análisis de sensibilización del densímetro de colas se encontró que al aumentar la densidad de sólido de la pulpa de relave disminuye el porcentaje de sólido de la misma. Por otro lado, la diferencia entre el porcentaje de sólido de cada una de las pruebas con respecto al porcentaje de sólido a la densidad de sólido del día, es estadísticamente significativa y, además, la densidad de sólido de cada una de las prueba debería ser mayor a 3.1 [ton/m3], esto es mayor a la densidad de sólido usada en la actual calibración del densímetro.Item Desarrollo de un montaje experimental para estudio de espumación de escorias en proceso de fusión reductora y evaluaciones preliminares en el sistema CaO-SiO2-FeO-Al2O3.(Universidad de Concepción, 2023) Alarcón Vilches, Nicolás Ignacio; Parra Figueroa, Roberto; Balladares Varela, EduardoLa presente Memoria de Título se enmarca en el proyecto “Proceso pirometalúrgico integrado de producción de Fe ymateriales cementicios valorizando escorias de cobre usando hidrógeno verde para fundiciones sin residuos”. Se caracterizó el proceso de espumación de escorias de cobre con tres basicidades diferentes 0.085, 1.4 y 1.7. Estas últimas dos composiciones se lograron agregando CaO a la escoria base del estudio de basicidad 0.085. Durante las pruebas experimentales, se empleó un horno de laboratorio vertical, calentado eléctricamente mediante resistencias de SiC hasta alcanzar una temperatura de 1250 °C. En un crisol de alúmina, se llevó a cabo la fusión de la escoria con diferentes basicidades previamente especificadas. Se realizaron inyecciones de nitrógeno con lanzas de alúmina para medir la altura de la espuma utilizando varas de acero 304. El propósito fundamental fue establecer la correlación entre la altura medida y la velocidad espacial del gas, analizando su comportamiento mediante la cuantificación del coeficiente de espumación con el modelo de Fruehan. Los resultados determinaron que el proceso de espumación bajo las condiciones analizadas genera una espuma estable sin generar pérdidas de material fuera del crisol. Este comportamiento es relevante dado que favorecería procesos de reducción con hidrógeno verde, al poder aprovechar los beneficios de la espuma como expansión del área de reacción. La basicidad juega un rol muy importante ya que aumenta la viscosidad de la escoria, lo que determina si la espuma se mantiene estable, sin generar una fase costrosa que dificulte la espumación, o genera una espuma turbulenta. Por otro lado, el horno que fue entregado en comodato por Codelcotech es óptimo para realizar pruebas de reducción de escorias con hidrógeno verde en cantidades superiores a 1 kg de muestra, teniendo cuidado con las rampas de calentamiento y enfriamiento, las que deben ser lentas para cuidar el revestimiento del horno y las resistencias térmicas. Se espera que los resultados obtenidos en esta Memoria de Título sean de utilidad en las fases siguientes del proyecto de reducción de escorias de cobre realizado en la Planta Piloto de Metalúrgia Química Igor Wilkomirsky, ubicada en la Universidad de Concepción.Item Desarrollo teórico de un proceso metalúrgico para la recuperación de metales valiosos provenientes de WEEE y evaluación económica de la implementación de una planta piloto.(Universidad de Concepción, 2019) Martínez Oyarzo, Jonathan Alexis; Parada Luna, Fernando; Balladares Varela, EduardoEs sabido que la ley de las principales menas metálicas en el mundo ha ido disminuyendo progresivamente haciendo cada día más difícil y costosa, en términos económicos, la obtención tanto de metales base como de metales preciosos, fundamentales en la industria de productos tecnológicos. Esta industria, utiliza para la creación de teléfonos celulares, computadores personales, tablets entre otros, muchos metales, principalmente cobre y metales preciosos. Pero la pregunta es, ¿Qué ocurre con estos metales una vez que estos productos terminan su vida útil? Según datos de la CONAMA se estima que solo en Chile se producen 23,5 kg/año por habitante de residuos provenientes de estos aparatos que se denominan “desechos electrónicos” o e-waste. Por esto resulta imperante estudiar el tipo de residuos generados y los procesos aplicados tanto a escala industrial como a escala piloto a nivel mundial, con el fin de desarrollar una base teórica sólida para enfrentar de manera óptima el desafío de recuperar estos metales.Item Disponibilidad actual y futura de los recursos hídricos, y uso eficiente del agua en la minería chilena(Universidad de Concepción, 2019) Navarrete Arratia, Nicolás Abdiel; Balladares Varela, EduardoEl presente estudio busca establecer una referencia general sobre la situación hídrica en el sector minero de Chile, en especial, el sector minero del cobre, analizando las fuentes de agua disponibles para el uso de esta industria y la demanda siempre creciente así como considerable que este rubro necesita para suplir sus líneas de procesamiento. Se recabaron aquellos datos específicos de caudales de agua utilizados en cada uno de los sectores mineros y en cada área de la minería del cobre desde las fuentes informativas más actualizadas a la fecha, provenientes de las compañías mineras y las diferentes instituciones gubernamentales relacionadas al área. La mayor proporción de la minería del cobre chilena se ubica en el Norte Grande, naturalmente una zona de extrema aridez, por lo que el impacto de la extracción hídrica minera genera un impacto mucho mayor en su entorno. Esta situación obliga a las empresas gestionar con sumo cuidado las extracciones de aguas superficiales y subterráneas, y propicia la constante innovación en tecnologías que aumenten la eficiencia hídrica de los procesos, o bien, la expansión de la oferta hídrica desde otras fuentes. La extracción de agua total que realizó la industria minera del cobre durante el 2017 fue de 16,4 [m3/s], del cual un 80% corresponde a aguas de origen continental y el 20% a aguas de origen marino. Se calcula que el requerimiento hídrico de la industria alcance para el año 2029 un caudal de 25,4 [m3/s] con una presencia del agua oceánica que asciende al 43% del total de extracción hídrica. Se prevé que la demanda hídrica de la minería del cobre está asegurada por lo menos hasta 2027 gracias a la incorporación de nuevas plantas de utilización de agua marina. Las empresas mineras han entregado señales que responden positivamente al escenario de estrechez hídrica que se vive, adoptando nuevas tecnologías e invirtiendo en la innovación de técnicas que permitan optimizar el uso de agua. Aún queda mucho por evolucionar y desarrollar para alcanzar el ideal de consumo, pero se estima que en los próximos años los índices de eficiencia hídrica seguirán mejorando progresivamente.Item Estado del arte acerca del uso de microondas en lixiviación de minerales sulfurados de cobre con especial énfasis en minerales calcopiríticos(Universidad de Concepción, 2017) Arriagada Arroyo, Sebastián Ignacio; Balladares Varela, EduardoLa siguiente memoria de título tiene por objetivo exponer el estado en que se encuentra el uso de microondas en la lixiviación de minerales sulfurados de cobre a nivel mundial, con un enfoque especial en concentrados de calcopirita. Se exponen varios estudios en donde se utilizó la energía de microondas para lixiviar concentrados calcopiríticos de diferentes partes del mundo, con un posterior análisis comparativo en donde se utilizaron concentrados provenientes de minerales de extracción nacional, para ver las posibilidades que tienen estos concentrados de ser tratados mediante microondas durante el proceso de lixiviación. En este trabajo de memoria de título, se utilizaron dos concentrados con diferentes concentraciones de especies mineralógicas, ambos con base calcopirítica, los cuales fueron inicialmente caracterizados mineralógicamente mediante Qemscan® y análisis químico convencional. Mediante el uso de Qemscan® sumado al análisis químico de los concentrados se puede llegar a un análisis teórico acerca de si es factible llevar a cabo un tratamiento por microondas de los concentrados haciendo una comparación con los estudios que ya se han llevado a cabo a lo largo del tiempo alrededor del mundo con concentrados similares a los disponibles. Para poder llevar a cabo este análisis se buscó de forma intensiva estudios y patentes en donde se hayan utilizado las microondas sobre concentrados de calcopirita. El resultado que se obtuvo al llevar a cabo el análisis sobre los concentrados nacionales, fue que el uso de microondas mejora la recuperación de cobre proveniente de minerales sulfurados, en este caso desde concentrados calcopiríticos. Esta mejora se logra gracias a los efectos que provocan las microondas en los concentrados mediante efectos térmicos que sólo pueden ejercer las microondas sobre los minerales.Item Estudio de factibilidad técnico y económica para el tratamiento integral de polvos de fundición Chuquicamata mediante los procesos de sulfidización-volatización y tostación oxidante.(Universidad de Concepción, 2019) Montecinos Valdebenito, Denis Andrea; Balladares Varela, Eduardo; Parada Luna, FernandoLa fundición Chuquicamata de CODELCO actualmente envía los polvos metalúrgicos producidos en las etapas de fusión y conversión a la planta de ECOMETALES Limited, con el objetivo de que esta planta los procese y se dé cumplimiento a la normativa ambiental legal vigente en Chile. Este proceso de externalización es de alto costo, por lo cual se evaluará realizar un tratamiento integral a los polvos de fundición al interior de las instalaciones de CHUQUICAMATA, dando cumplimiento a la actualización de las normativas ambientales. En el desarrollo de esta memoria se analizaron tanto estudios de laboratorio, desarrollados en la Universidad de Concepción, como información teórica respecto de dos procesos principales que se complementan y permiten alcanzar los objetivos propuestos, estos procesos pirometalúrgicos son: sulfidización-volatilización y tostación oxidante. Los resultados de este estudio permitieron modificar una propuesta inicial de tratamiento, que contempló varios procesos y equipos, que permitían tanto la recuperación del cobre en los polvos como el hecho de entregar solución a la problemática ambiental, eliminando y estabilizando el arsénico. Una de las más importantes modificaciones que entregó este estudio fue el hecho de eliminar la etapa de extracción por solventes, pues la composición de la solución no requería más purificación, sino solo un acondicionamiento para ser enviada a electroobtención, y, de esta manera obtener cátodos de cobre con 99,99% de pureza Los resultados principales de esta memoria se resumen en las toneladas de cobre, como cátodo, que fueron de 33,14 tpd representado un 99% del cobre presente en los polvos. Lo anterior entregó un beneficio económico de USD 204.572 por día. Al realizar el análisis económico arrojó una inversión inicial de USD 62.745.972, costos de operación de USD 10.906.779 anual, donde el flujo de caja entregó un VAN de USD 238 millones aproximadamente y una TIR de 71%.Item Estudio de los efectos de la incorporación de sembrado en el proceso de precipitación de escorodita en planta ecometales limited(Universidad de Concepción, 2017) Pavez Mella, Fernanda Antonia; Reghezza Insunza, Andrés; Balladares Varela, EduardoLa planta Ecometales Limited (ECL) cuenta con un proceso industrial único en Chile para la estabilización del arsénico, el cual consiste en la precipitación de Escorodita mediante sobresaturación. En el desarrollo de este trabajo se estudió la incorporación de la técnica de sembrado utilizando como semillas el mismo precipitado obtenido del proceso actual, para así acelerar la cinética de precipitación del proceso. El plan de trabajo contempló pruebas a escala laboratorio y banco en la planta piloto de ECL, replicando las condiciones de operación de la planta industrial y realizando pruebas de sembrado con Escorodita de alta ley y Escorodita de planta industrial, lo que representa el escenario real del proceso. Los resultados obtenidos permiten comprobar que la técnica de sembrado facilita la cinética de precipitación haciéndola mucho más rápida que con las condiciones actuales, obteniéndose precipitados con una ley que bordea el 13% de Arsénico total luego de las dos etapas de precipitación. Se obtuvo además un incremento de masa respecto a las semillas agregadas cercano al 40% en la mayoría de las pruebas realizadas. Además, se analizó el efecto del porcentaje de sólidos en la solución inicial, trabajando con 3, 5 y 8%, lo cual no tuvo mayor influencia ya que las densidades de pulpa fueron muy parecidas, la cantidad de arsénico precipitado y la ley de As en el sólido fue similar en las pruebas realizadas. En el plano económico la implementación de sembrado generaría un ahorro diario equivalente al 56% de caliza, más todos los costos asociados a la producción y transporte de este mismo. Por otro lado, se estudió el comportamiento reológico de la pulpa, analizando la viscosidad dinámica de las distintas pulpas obtenidas y se concluyó que el porcentaje de sólidos no tiene efecto en esta variable. De los análisis granulométricos no fue posible obtener datos satisfactorios que avalen la teoría de crecimiento de cristales, que indica que al agregar una siembra el tamaño de las partículas aumenta. Finalmente, mediante difracción de rayos X se analizó el sólido obtenido y las semillas ocupadas, las cuales resultaron ser Yeso, Escorodita y Anhidrita. En cambio el sólido obtenido al utilizar el sembrado sólo presentó contenidos de Yeso y Escorodita. Este análisis nos entrega incertidumbre sobre la cristalinidad del sólido generado, ya que los peaks presentes en el difractograma para la Escorodita están muy bajos con respecto a los de Yeso.Item Estudio del tratamiento de concentrados altos en arsénico mediante el proceso de tostación oxi-sulfatante y lixiviación.(Universidad de Concepción, 2017) Varela Garrido, Francisco Javier; Balladares Varela, EduardoLa tecnología de tostación sulfatante es y ha sido aplicada en varias plantas en el mundo, pero sin aplicarla a concentrados altos en arsénico, es por ello que debido al continuo aumento del contenido de arsénico en muchos concentrados de cobre chilenos, con niveles de 1 hasta sobre 6%, los hacen inviables de tratar en las fundiciones. Con la implementación de este proceso, se desarrolló una opción de producción de calcinas las cuales una vez obtenidas, pueden ser lixiviadas, para posteriormente proceder a una electro obtención directa con la solución resultante, evitando así en su totalidad el tratamiento que se debe llevar a cabo con el proceso de fundición y refinería, ayudando a disminuir considerablemente las preocupaciones ambientales que este tipo de tratamiento de cobre condiciona.Item Estudio termo-analítico de los mecanismos y cinética de reacción durante la descomposición térmica y oxidación del sulfuro de arsénico (V) a altas temperaturas en condiciones isotérmicas y no-isotérmicas.(Universidad de Concepción, 2022) Castro Medina, Kristhobal Alejjhandro; Balladares Varela, EduardoEl análisis térmico es un conjunto de técnicas analíticas, las cuales permiten el estudio del comportamiento de una muestra en función de la temperatura, al ser sometida a condiciones isotérmicas o no-isotérmicas con un aumento o disminución gradual y controlado de la temperatura; bajo una atmósfera determinada, ya sea neutra, oxidante, corrosiva o reductora. En cuanto a su aplicación en la industria metalúrgica, este tipo de estudio abarca numerosos temas, tales como corrosión, solidificación, microestructuras, sinterización, tostación, catálisis, entre otros. En esta investigación se utilizó la técnica de análisis termogravimétrico, la cual consiste en el estudio del comportamiento de la masa de una muestra en función de la temperatura; además, del análisis térmico diferencial, el cual estudia la diferencia de temperatura entre una muestra y una sustancia de referencia generalmente inerte al ser sometidas a idénticas condiciones de temperatura bajo una atmósfera controlada. Lo anterior con el fin de obtener información sobre mecanismos y cinéticas de reacción para el sulfuro de arsénico (V) -As2S5-, debido a la escasez de información y bases de datos completas que describan su comportamiento durante descomposición térmica y oxidación. Los mecanismos de reacción durante descomposición térmica en los sistemas As S, y, oxidación en los sistemas As-S-O, son complejos de describir debido a las características fisicoquímicas del arsénico y sus sulfuros; se analizó y correlacionó información obtenida experimentalmente para la descomposición térmica y oxidación de una muestra de sulfuro de arsénico (V) para determinar los mecanismos de reacción y sus parámetros cinéticos asociados. Como resultado de este estudio se obtuvo el mecanismo de reacción y control durante la descomposición térmica, 4As2S5(s) = As4S6 (g) + As4S4(g) + 5S2(g) , y oxidación,2𝐴𝑠2𝑆5 (𝑠) + 13𝑂2(𝑔) = 𝐴𝑠4𝑂6(𝑔) + 10𝑆𝑂2 (𝑔) , de una muestra de sulfuro de arsénico (V); además, se determinó la energía de activación aparente de cada mecanismo mediante los métodos de Kissinger y Ozawa.Item Identificación y análisis de agentes lixiviantes no convencionales para la recuperación de elementos de valor desde minerales, concentrados y escorias de fundición(Universidad de Concepción, 2018) Molina Matamala, Luis Ignacio; Balladares Varela, EduardoEl informe actual expone los tópicos más relevantes para la aplicación de agentes no convencionales en el tratamiento vía hidrometalúrgica de concentrados, escorias y óxidos de cobre. los antecedentes recopilados permiten aseverar que el ácido con mayor potencial para la lixiviación de carbonatos, silicatos y óxidos de cobre es el ácido cítrico, el pH de operación óptimo que permitiría la correcta distribución de especies se encuentra entre 3 – 4, además los niveles de extracción de cobre alcanzados desde estas especies superan el 90%, con cinéticas considerablemente más lentas en comparación con el ácido sulfúrico. Sin embargo, las condiciones de operación y el uso de aditivos que mejorarían la disolución de óxidos no ha sido optimizado. El ácido acético podría disolver especies que requieran ambientes oxidantes para su disolución, para la cuprita la extracción de cobre alcanzó el 60% en condiciones operaciones que no son las óptimas para la utilización de ácidos orgánicos. El ácido oxálico puede disolver impurezas como la hematita y magnetita, sin embargo, posee un bajo poder lixiviante y su acción se remite a elevadas temperaturas, aunque la precipitación de oxalatos férricos puede generar problemas operaciones. En general los ácidos orgánicos son menos corrosivos, permiten alcanzar mayor selectividad y se pueden obtener fácilmente del procesamiento de materiales que se encuentran en la naturaleza. Finalmente, los ácidos cítricos y acéticos se presentan como interesantes opciones para la lixiviación de especies oxidada y de forma menos probable para la de sulfuros.Item Modelación dinámica de proceso de desulfuración de cobre blíster.(Universidad de Concepción, 2025) Olave Rodríguez, Sebastián Eduardo; Balladares Varela, Eduardo; Sbárbaro Hofer, Daniel GerónimoEste trabajo desarrolla un modelo dinámico para el proceso de desulfuración del cobre blíster, utilizando ecuaciones cinéticas implementadas en Excel con el lenguaje VBA (Visual Basic for Applications). El modelo permite simular el comportamiento del proceso bajo diferentes condiciones operativas, evaluando parámetros clave como temperatura, concentración de oxígeno y tiempo de reacción. La validación del modelo se realiza comparando los resultados simulados con datos experimentales obtenidos previamente, asegurando representatividad y precisión. Entre los resultados más relevantes, el modelo ha mostrado una alta correlación con los datos experimentales, destacando su capacidad para predecir con exactitud la evolución de la concentración de azufre en el fundido a lo largo del tiempo. Además, se identificó que la eficiencia en la inyección de oxígeno juega un papel crítico en la mejora del proceso, sugiriendo que una comprensión más profunda de esta variable podría facilitar una operación más eficiente y controlada. El modelo ofrece una base sólida para incentivar simulaciones más complejas que aborden las interacciones detalladas del proceso y sus implicancias a nivel industrial. Este enfoque permite explorar escenarios operativos avanzados y diseñar estrategias que mejoren la sostenibilidad y competitividad de la industria metalúrgica. En conclusión, este modelo no solo contribuye al entendimiento del proceso de desulfuración del cobre blíster, sino que también resalta la importancia de integrar datos experimentales y modelación computacional como estrategia para optimizar procesos metalúrgicos y avanzar hacia soluciones más innovadoras en el campo.Item Modelación y Simulación de Reactor de Capa Fundida.(Universidad de Concepción, 2008) Balladares Varela, Eduardo; Wilkomirsky Fuica, IgorActualmente, cerca del 90% del cobre obtenido por vía pirometalúrgica es convertido en los antiguos reactores Peirce-Smith cuya operación involucra una serie de problemas al interior de las naves, tales como manejo de carga fría, transferencia de material fundido en ollas y uso intensivo de grúas. A estos se suman las emisiones fugitivas y los problemas resultantes del flujo discontinuo de gases hacia la planta de ácido. En este escenario surge la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías que permitan disponer de mejores alternativas de conversión desde las perspectivas económica y ambiental. El objetivo de este proyecto fue desarrollar conocimiento fundamental acerca de los fenómenos que tienen lugar en el reactor de capa fundida operando como convertidor, a fin de sugerir mejoras tanto en su diseño como en su operación. Este objetivo fue conseguido mediante el análisis de resultados experimentales y simulados. Los resultados muestran que la capa fundida tiene un espesor de dos milímetros y contiene una alta fracción de gas atrapado. A la velocidad de descenso calculada, el tiempo de residencia en el interior del reactor es inferior a un minuto, lo muestra una alta capacidad del reactor por área superficial de capa. Más aún, el reactor semi-piloto permite aumentar la tasa de alimentación sin afectarse su rendimiento en términos de conversión de Cu2S. Este aumento en la tasa de alimentación no involucra incrementos en los requerimientos energéticos externos dado que el balance de calor indica que es posible reducir el consumo de combustible quemado como aporte térmico suplementario en la situación actual. Al verificase la ausencia de magnetita en el reactor de capa fundida se confirma que su formación ocurre en el settler, donde las temperaturas descienden al menos 300 °C respecto del reactor. Bajo las condiciones térmicas y geométricas de la operación actual del reactor de capa fundida, las reacciones de oxidación de los sulfuros no tendrían lugar en el chorro gaspartículas que emerge del quemador sino sobre la pared interna del reactor.Item Obtención de cobre blíster desde metal blanco mediante reducción con coque en presencia de carbonato de sodio como captador de azufre(Universidad de Concepción, 2018) Soto Fuentes, Ricardo Amalio; Wilkomirsky Fuica, Igor; Balladares Varela, EduardoEl objetivo de este trabajo es realizar un estudio exploratorio para determinar la factibilidad técnica de obtener cobre metálico desde metal blanco en baño fundido utilizando carbón (coque) como reductor y carbonato de sodio como captador de azufre. La obtención de cobre por medio de este método, ha sido estudiado para diferentes concentrados sulfurados, en las que utilizaron coque como reductor y oxido de calcio como desulfurizador, en las que se obtuvieron reducciones cercanas al 100% utilizando menor cantidad de energía en comparación a los procesos pirometalúrgicos convencionales, concluyendo que el CaO cumple una apropiada función como desulfurizador. Al emplear carbonato de sodio se tiene la posibilidad de formar Na2S que puede recuperarse para su comercialización. La reacción que describe este proceso es: Cu2S(l) + Na2CO3(l) + 2C = 2Cu°(l) + Na2S(l)+ 3CO(g) Para estudiar el efecto del carbonato de sodio, se siguió una metodología similar a los estudios realizados con oxido de calcio. Se hicieron pruebas exploratorias en un horno mufla para determinar las temperaturas de trabajo de las 16 pruebas finales, de las cuales se repitieron las seis mejores a las que se les hicieron análisis químicos, de absorción atómica, gravimétrico y metalográfico para observar las fases formadas y su distribución. Las masas de las seis pruebas finales variaron entre 3 y 4 gramos de mezcla de acuerdo a la estequiometria empleada en cada prueba, siendo los siguientes rangos operacionales y estequimétricos empleados: - Temperatura: 1210 – 1240°C - Tiempo: 40 – 90 min - % Na2CO3 (exceso sobre el estequimétrico 0 y 500%) - % C (exceso sobre el estequimétrico 0 y 500%) - % SiO2 (exceso sobre el estequimétrico 0 y 10%) La reducción de metal blanco con coque y carbonato de calcio como desulfurizador permitió obtener cobre metálico tanto disperso en una matriz de eje parcialmente reducido y escoria o como una fase coalescida claramente diferenciable, con una completa separación de las zonas Eje-Na2S. la ley de cobre alcanzada fue de 86,9% y las impurezas presentes en la matriz del cobre son Fe y S, por lo que se pudo determinar en los análisis químicos. Se comprobó que la mayor parte del azufre queda en la escoria como Na2S.Item Uso de escorias de cobre en obras civiles.(Universidad de Concepción, 2017) Inostroza Retamal, César Alejandro; Balladares Varela, EduardoEl procesamiento de minerales sulfurados de cobre representa dos tercios de la minería de cobre a nivel nacional, generando alrededor de 2.2 toneladas de escorias por cada tonelada de cobre producida por vía pirometalúrgica. Esto genera serios daños medioambientales y al ecosistema de la zona, sin mencionar el uso importante de espacio para las empresas mineras debido a su almacenamiento. Por estas razones, se realiza una revisión de las últimas investigaciones en la incorporación de escorias de cobre en la fabricación de morteros y hormigones como reemplazo de agregados gruesos o finos o como reemplazo en la matriz de cemento, con el fin de proporcionar un valor agregado al desecho de fundición de cobre, buscando principalmente generar obras civiles ecoamigables.