Novoselov, AlexeyThibaut Quezada, René Philippe2025-04-232025-04-232021https://repositorio.udec.cl/handle/11594/12563Tesis presentada para optar al título de Geólogo.La extracción del cobre mediante la pirometalurgia ha sido utilizada para recuperar este metal desde las primeras civilizaciones, generando importantes volúmenes de escoria, que históricamente se han depositado como simples desechos. En las últimas décadas, con el surgimiento de la economía circular, este material sido estudiado de forma muy activa por los resultados beneficiosos que ha tenido en materiales de construcción como el cemento, en la mejora de suelos en la agricultura y en solucionar problemas ambientales como el drenaje ácido minero. Este trabajo se enfoca en el estudio de escorias de cobre en Chile de un siglo de antigüedad, ubicadas en una acumulación de desechos de fundición en el sector Panulcillo, en la Región de Coquimbo. Para caracterizar las escorias, se estudió la mineralogía de este material artificial mediante el microscopio óptico, así como también utilizando análisis QEMSCAN y SEM. Además de minerales de ganga residuales y gotas de Cu no recuperadas, se reconocieron dos posibles nuevas fases: escoria cálcica y férrica, las que se caracterizan por su forma, tonos de BSE y espectro EDS característicos. También presentan propiedades en microscopio óptico como hábito tabular a masivo, extinción y pleocroísmo característicos, que indicarían un estilo cristalino predominante por sobre lo amorfo. Además, se identificó calcita con textura de relleno de fracturas y vesículas, y en escoria del tranque La Cocinera se reconocieron sulfatos, por lo que este material tendría un potencial reactivo mientras está depositado, sujeto a la mineralogía del depósito. En base a lo anterior, sumado a positivos resultados en trabajos anteriores en escorias con Ca, se probaron una gran cantidad de condiciones físico-químicas para predecir los parámetros óptimos para la captura de CO2 atmosférico con la escoria de Panulcillo, mediante la precipitación de carbonatos. El modelamiento geoquímico fue realizado con el software PHREEQC, simulando la cinética de disolución de escoria y precipitación de minerales secundarios, el transporte en solución de iones y gases por difusión, así como también el cambio en la superficie reactiva de los minerales, propiedad estudiada mediante el análisis BET en polvo de escoria. Se determinó que la disolución más efectiva de escoria y la mayor precipitación de calcita ocurriría en pH = 8, temperatura de 40°C, razón escoria/agua = 10, y 20 a 40 días de tiempo de reacción. Por consiguiente, se probaron estas condiciones en un experimento de laboratorio, mediante la preparación de botellas PET con escoria de cobre, agua destilada, agua de mar y aire, programando 5 tomas de muestras durante 6 meses. Las aguas fueron filtradas y analizadas con ICP-OES, mostrando en la mayoría de los casos un aumento progresivo en la concentración de Ca y una alta proporción de K en solución, demostrándose la reactividad de la escoria al fluido preparado. Además, la fracción sólida residual fue observada con microscopía electrónica de barrido, encontrándose posible precipitación de fases secundarias en los bordes de partículas de escoria, pudiendo corresponder a carbonatos o bien filosilicatos como los del grupo de las arcillas, en base a las interpretaciones de las señales EDS. Asimismo, las pruebas de titulación ácido-base indican la potencial precipitación de carbonatos durante el experimento ejecutado, sobre todo en las botellas donde se utilizó agua de mar, representando una solución sustentable para la tecnología estudiada. En base a la caracterización química-mineralógica y los resultados del experimento, se puede interpretar a la escoria de Panulcillo como un material útil para experimentos que involucran disolución y precipitación de fases secundarias, pero es necesario un mayor estudio de parámetros cinéticos y termodinámicos sobre las escorias, junto con el uso complementario de técnicas como la difracción o fluorescencia de rayos X, para identificar con mayor claridad los posibles minerales precipitados. Además, el contenido cálcico y la escasa a nula movilidad de metales pesados en esta escoria supone un potencial para posibles aplicaciones en el área de la construcción y agricultura, contribuyendo a la economía circular. El estudio de escorias en Chile es escaso, y es necesario generar una base de datos con una caracterización mineralógica detallada, con el fin de encontrar posibles usos secundarios, y que no sea considerado sólo como material de desecho.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalMineríaEscorias de cobrePirometalurgiaThesis