Recuperación de metales a través de carbón activado en relaves mineros y posterior uso de aguas en riego.
| dc.contributor.advisor | García Carmona, Ximena Andrea | es |
| dc.contributor.advisor | Ulloa Tesser, Claudia Alejandra | es |
| dc.contributor.author | Gil Sandoval, Maximiliano | es |
| dc.date.accessioned | 2026-06-22T18:25:59Z | |
| dc.date.available | 2026-06-22T18:25:59Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a. | es |
| dc.description.abstract | El estudio evaluó el desempeño de carbones activados modificados superficialmente para la remoción selectiva de metales en aguas de relaves mineros, orientado a su posible reutilización en riego agrícola según la Norma Chilena NCh 1333. Se desarrollaron y compararon cuatro adsorbentes: un carbón base (ACP), uno oxidado con ácido nítrico (ACP-OX), uno calcinado (DACP) y un derivado dopado con hierro (DACP-Fe). La caracterización fisicoquímica (FTIR, TGA-MS, pHZCP y titulación potenciométrica) mostró que la oxidación incorporó grupos oxigenados ácidos (–COOH, C=O, C–O), aumentando la acidez y reduciendo el pHₚzc, mientras que la calcinación los eliminó parcialmente, generando superficies más básicas. Las áreas específicas se mantuvieron altas (948–1094 m2·g-1) y la microporosidad dominante, indicando que las modificaciones afectaron principalmente la química superficial. En los ensayos de adsorción, Cu(II), Co(II) y Cr(III) presentaron mayor afinidad por ACP-OX, debido a la formación de complejos superficiales con grupos oxigenados; las cinéticas siguieron modelos de pseudo-segundo orden, confirmando quimisorción rápida. En cambio, Mo(VI) fue mejor removido por DACP y DACP-Fe, coherente con la atracción electrostática de superficies básicas y la complejación en sitios Fe(III). Las concentraciones finales de Molibdeno no cumplieron los límites normativos (Ce ≤ 0,057 mg·L-1). Se concluye que la funcionalización superficial permite modular la selectividad adsorptiva sin alterar la estructura porosa. ACP-OX se perfila como el mejor adsorbente para cationes (Cu, Co, Cr), mientras que DACP y DACP-Fe son eficaces para oxoaniones (Mo). Se recomienda optimizar el muestreo cinético y extender los ensayos a sistemas en columna y aguas reales de relaves, considerando la regeneración y estabilidad de los materiales. | es |
| dc.description.abstract | This study evaluates the performance of surface-modified activated carbons for the selective removal of metal ions from mining tailings water, aiming at potential reuse for agricultural irrigation according to the Chilean standard NCh 1333. Three adsorbents were prepared and characterized: an unmodified activated carbon (ACP), an oxidized carbon treated with HNO3 (ACP-OX), and a thermally calcined carbon (DACP), together with an iron-doped variant (DACP-Fe). Physicochemical characterization by FTIR, TGA-MS, potentiometric titration, and pHₚzc demonstrated that oxidation introduced oxygen-containing acidic groups (–COOH, C=O, C–O), increasing surface acidity and decreasing pHₚzc, while calcination removed these functionalities, yielding more basic surfaces. Textural properties remained essentially unchanged, with high specific areas (948–1094 m2·g-1) and dominant microporosity (>70 %). Adsorption experiments revealed distinct selectivity patterns. ACP-OX exhibited the highest removal of cationic species Cu(II), Co(II), and Cr(III), governed by rapid chemisorption processes described by the pseudo-second-order kinetic model. In contrast, DACP and DACP-Fe were more effective for the anionic species Mo(VI), due to electrostatic attraction and possible inner-sphere complexation at Fe(III) sites. The final molybdenum concentrations did not comply with the regulatory limit (Ce ≤ 0.057 mg·L-1). These results demonstrate that controlled surface functionalization effectively modulates adsorption selectivity without compromising porosity. The complementary behavior of ACP-OX and DACPbased materials suggests the feasibility of integrated systems for multimetal removal. Overall, this work confirms the technical viability of surface-engineered activated carbons as sustainable adsorbents for selective metal removal and water reuse in mining environments. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Química | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/14198 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Metales | es |
| dc.subject | Carbón activado | es |
| dc.subject | Riego | es |
| dc.title | Recuperación de metales a través de carbón activado en relaves mineros y posterior uso de aguas en riego. | es |
| dc.type | Thesis | en |