Tesis Pregrado
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Browsing Tesis Pregrado by Subject "Ácido clorhídrico"
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Item Análisis del rendimiento de una membrana aniónica en la recuperación de ácido clorhídrico mediante electrodiálisis a partir de cloruro de litio.(Universidad de Concepción, 2025) Araneda Méndez, Iván Alberto; Pino Soto, Luis Humberto; Montoya Rendón, Luis FelipeLa recuperación de HCI a partir de soluciones de LiCI mediante electrodiálisis surge como una alternativa sostenible y eficiente frente a los métodos convencionales de producción de HCI. Este enfoque destaca por su capacidad para aprovechar los subproductos ricos en LiCI generados durante la extracción y refinamiento de litio, optimizando recursos y reduciendo los desechos industriales. En este estudio, se evaluó el desempeño de la membrana aniónica Fumasep FM- 3PK-75 en la recuperación de HCI a partir de soluciones de LiCI mediante electrodiálisis, abordando su caracterización morfológica, térmica y electroquímica. Se utilizó un diseño factorial 23 con un punto central para analizar el impacto de la densidad de corriente, el tiempo de operación y la concentración inicial de LiCI sobre los parámetros clave del proceso, identificándose a la densidad de corriente y el tiempo como los factores principales que influyen significativamente en la eficiencia de recuperación. Este enfoque permitió determinar un punto operativo óptimo y validar la relevancia estadística de los factores seleccionados mediante ANOVA y herramientas gráficas como el diagrama de Pareto y los gráficos de interacción. Los resultados mostraron que la membrana presenta una distribución inicial homogénea de sus elementos principales, aunque con una alta presencia de Br-, atribuida a un pretratamiento insuficiente. Tras la electrodiálisis, se observaron mejoras en la hidratación estructural y en el desempeño funcional de los sitios activos, junto con una reducción significativa en el voltaje estacionario y la resistencia óhmica. La mayor eficiencia de recuperación se alcanzó a una densidad de corriente de 30 A/m2 y una concentración inicial de 0,018 M, logrando una recuperación de HCI del 30,5% y una tasa de migración de 303 mg-min-1-m-2, con un consumo energético específico de 0,41 kWh/kg HCI. El análisis estadístico identificó las interacciones entre factores como significativas, pero con menor impacto en comparación con los efectos principales, destacando la importancia de optimizar cuidadosamente los parámetros operativos para equilibrar la eficiencia de recuperación y la sostenibilidad energética. Estos resultados validan la eficacia de la membrana Fumasep FM-3PK-75 en la recuperación de HCI mediante electrodiálisis y establecen un marco técnico para investigaciones futuras. El estudio sienta las bases para explorar configuraciones alternativas de sistemas o el empleo de membranas bipolares y otros diseños avanzados, con el objetivo de optimizar el proceso y avanzar hacia su implementación a mayor escala industrial, contribuyendo al desarrollo de tecnologías de separación iónica más sostenibles y eficientes.Item Optimización de la lixiviación de carbonatos de tierras raras en medio HCl para la empresa Aclara.(Universidad de Concepción, 2024) Sepúlveda Benítez, Carlos AlejandroEn el presente trabajo se evaluó el proceso de lixiviación en medio ácido clorhídrico del concentrado de carbonatos de tierras raras producido por el módulo Penco de la empresa Aclara, lo que se enmarca en el propósito de evaluar un tratamiento al concentrado generado con el fin entregar valor agregado. Los objetivos específicos del presente trabajo son evaluar la eficacia del proceso de lixiviación de los elementos de tierras raras bajo diferentes condiciones, determinar el consumo de ácido clorhídrico en el proceso y optimizar la eficacia de extracción de los elementos de interés y la acidez del PLS generado en el proceso. Este trabajo se dividió en 5 etapas, la primera buscó determinar el consumo del reactivo que en este caso fue el ácido clorhídrico (HCl), luego de obtener este parámetro se evaluó en diferentes pruebas experimentales el desempeño del proceso variando tanto la concentración de HCl como la razón líquido-sólido. Seguido de esto se procedió a medir la acidez de las pruebas anteriores y diseñar nuevas condiciones con el fin de obtener un pH óptimo para las etapas posteriores propuestas. Posteriormente se realizaron pruebas a parámetros fijos con el fin de evaluar la cinética de la reacción estudiada. Para finalmente analizar los datos obtenidos de las pruebas y análisis químicos realizados a las muestras obtenidas. Dentro de los resultados obtenidos los más relevantes son: Una alta disolubilidad del concentrado estudiado en el medio ácido clorhídrico, sobre un 95% de la masa de concentrado fue disuelta en la mayoría de las pruebas realizadas. El punto óptimo de la acidez deseada en el PLS generado( pH = 0,8 ) en las razones líquido- sólido igual a 5 y 10, coincide con concentraciones de ácido clorhídrico en donde se disuelve también el máximo de masa de concentrado. La cinética de la reacción estudiada es bastante rápida ya que en pruebas experimentales se determinó que a los 10 minutos ya se alcanza la máxima lixiviación de masa de concentrado. En análisis químicos a los PLS, los elementos de tierras raras con mayores concentraciones fueron el Y, Nd y La, y las principales impurezas fueron el Al, Ca, Fe y el Mn, elementos de metales pesados y radioactivos solo se detectaron en pequeñas concentraciones.