Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
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Browsing Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales by browse.metadata.advisor "Ardila Montero, Rafael Guillermo"
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Item Análisis y evaluación de la respuesta hidrogeoquímica en medio alcalino de un drenaje ácido de mina del distrito minero de Vetas- California (Santander)(Universidad Industrial de Santander, 2018) Morales Rojas, Kevin Alexander; Ardila Montero, Rafael Guillermo; Pedraza Rosas, Julio EliasEste estudio pretende analizar y evaluar la respuesta hidrogeoquímica en medio alcalino de un drenaje acido de mina procedente del distrito minero Vetas-California en el departamento de Santander, con el fin proponer alternativas de manejo. Para su realización se obtuvo un conjunto de muestras representativas las cuales se caracterizaron químicamente. Siguiendo los lineamientos de bibliografía especializada se plantearon dos posibles tratamientos para este caso, los cuales fueron implementados en escala de laboratorio y modelados conceptualmente con la ayuda del software PHREEQC 2.16.04. Los resultados obtenidos evidenciaron que el tratamiento del drenaje anóxico (es decir, el que permitía la presencia de poco oxigeno durante el proceso) logra realizar la neutralización más rápidamente, además cuenta con la ventaja de que brinda una solución práctica pues no se presentó pasivación del lecho por recubrimiento; sin embargo, no se descartó el canal abierto calizo (tratamiento que no limita la presencia de oxigeno) como posible método de neutralización usado en minas que pueden ser monitoreadas y a las cuales se les puede renovar agente alcalino frecuentemente. Las alternativas ensayadas en el presente estudio se proyectan como viables para el manejo práctico de los drenajes ácidos de mina.Item Análisis y evaluación de la solidificación y estabilización de relaves de flotación de minerales sulfurados, a partir del uso de cenizas volantes : alternativas de uso del material(Universidad Industrial de Santander, 2014) Fragozo Vásquez, Stefanny Maritza Lucía; Rivera Pico, Jhorman Dayan; Ardila Montero, Rafael Guillermo; Aguirre Rodríguez, Luis Orlando; López Isaza, Julián AndrésLa dinámica industrial, desarrollo tecnológico, y regulaciones ambientales, conllevan a innovar en el manejo de subproductos generados en distintos procesos, para mejorar las técnicas de disposición y evaluar la posibilidad de re-uso. Es sabido que la actividad minera genera subproductos provenientes del beneficio de minerales, los cuales requieren áreas para disposición, limitando las operaciones e incrementando los costos operativos. Compañías reconocidas por sus buenas prácticas ambientales en asocio con instituciones educativas, realizan investigaciones buscando el adecuado manejo estos subproductos. Para contribuir a lo expuesto, fue evaluada la técnica solidificación/estabilización sobre relaves de flotación. Implementando dos materiales: cemento portland ordinario y cenizas volantes, buscando obtener fijación química y solidificación por efecto aglomerante del cemento y geopolimerización propiciado por las cenizas volante en condiciones alcalinas y evaluar las condiciones físicas, químicas, ambientales del material resultante y determinar su utilidad. El trabajo inició con caracterización de muestras representativas del relave, posteriormente se realizaron probetas para analizar la variación mecánica y optimización ambiental obteniendo las mejores condiciones de cada proceso. Las probetas finales se evaluaron a través de ensayos geoquímicos en laboratorios certificados y con los resultados se comparó la efectividad y viabilidad entre los proceso según análisis de riegos ambientales. La técnica aplicada mostró que ambos procesos proporcionan una fijación química y encapsulación que elimina la generación de acidez y lixiviación de metales, además los materiales resultantes presentaron una resistencia a la compresión, que permite tener un conjunto de posibilidades de usos, como ladrillos macizos y adoquines, por otra parte para relleno en pasta en operaciones mineras subterráneas. Aunque los procesos fueron efectivos, hay que resaltar que en cuanto a propiedades mecánicas, la implementación del proceso de geopolimerización proporcionó resistencias más altas, debido a cadenas poliméricas formadas y la adición de una pequeña cantidad de cemento que también influyó en la fijación química.Item Evaluación de la cinética de disolución de cobre contenido en un mineral secundario proveniente de un proceso de neutralización industrial de drenajes ácidos de mina/roca en un medio básico amoniacal(Universidad Industrial de Santander, 2016) Becerra Gonzalez, Juan Sebastian; Montes Toca, John Edward; Ardila Montero, Rafael Guillermo; Lopez Isaza, Julian AndresLa sostenibilidad de procesos industriales en sectores de alto impacto ambiental, se ha convertido en tema controversial debido a la poca participación de las partes implicadas en el desarrollo de actividades en pro de mejoramiento de procesos. La explotación de recursos naturales se ha estigmatizado como una de las actividades que más residuos industriales gestan al momento de operación, los cuales al ser tratados de manera responsable, generan un elevado costo debido a que requieren áreas para su disposición proporcional a la magnitud de sus operaciones. Como respuesta a esta problemática, grandes empresas del sector reconocidas por sus contribuciones al manejo adecuado de prácticas ambientales, en compañía de centros educativos de alto nivel, desarrollan proyectos investigativos a fines. A manera de contribución con lo planteado, se evaluó la cinética de disolución de cobre contenido como óxido en un mineral secundario generado como residuo en un proceso de neutralización industrial de drenajes ácidos de mina, por una solución de amoniaco. Inicialmente se caracterizó el lodo, materia de investigación, donde se denotó la presencia de metales de interés incluidos el cobre. Fueron investigados el efecto del tiempo de lixiviación, la concentración de carbonato de amonio ((NH4)2CO3), la velocidad de agitación, la relación sólido – líquido, tamaño de partícula, y temperatura, como parámetros para establecer las condiciones favorables de la extracción selectiva. A medida que se procedía con la lixiviación, el cobre era disuelto de la forma Cu(NH3)42+, el cual una vez detenido el proceso se precipitaba nuevamente como hidróxido (Cu(OH)2), lo que conllevo a buscar la manera de romper ese equilibrio mediante la filtración completa de la solución. Las condiciones favorables para la extracción selectiva mediante amoniaco fueron encontradas con concentración de 0,7M (NH4)2CO3; relación sólido/líquido 1:5 g/mL; tiempo de lixiviación 180 min; velocidad de agitación 350 rpm, temperatura 75 °C; tamaño de partícula menor a 66 μm. Aproximadamente el 50% de cobre fue recuperado efectivamente. Los datos cinéticos obtenidos fueron analizados por una variante del modelo de núcleo sin reaccionar (SCM). Basado en éste modelo, se determinó que la cinética de disolución de cobre es un proceso controlado por la difusión de los reactivos. Se establecieron los órdenes de reacción respecto al (NH4)2CO3, tamaño de partícula, velocidad de agitación y relación sólido/líquido. La energía de activación para éste proceso de disolución fue de 19.043 kJ/mol.Item Evaluación del comportamiento cinético de la oxidación de la pirita en un concentrado aurífero refractario, en condiciones de alta presión, proveniente del distrito minero vetas-california en el departamento de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2015) Rivera Pico, Leyver Steven; Vergez Madiedo, Carlos Felipe; Ardila Montero, Rafael Guillermo; Vásquez Quintero, CustodioPara este proyecto de investigación se trabajó con una muestra de flotación (altamente concentrada en pirita) del distrito minero Vetas - California en el departamento de Santander, cuya obtención de metales valioso por el método de cianuración directa es baja, debido a la existencia de partículas de oro muy finas encapsuladas en los compuestos de sulfuros (minerales auríferos refractarios). La solución propuesta es una oxidación a presión en autoclaves ya que este ofrece altos porcentajes de recuperación (superiores al 95%). Con el fin de evaluar el modelo cinético de la oxidación a presión de la pirita dentro el autoclave se contempló un modelo de caja gris donde se obtuvo el mismo comportamiento de las curvas cinéticas experimentales; comenzando por un modelado gráfico de los resultados obtenidos en el laboratorio y del fenómeno presente en el autoclave, continuando con el planteamiento de un modelo matemático de caja blanca que describe el fenómeno en estudio en el cual se expresó la relación existente entre todas las reacciones, la cinética de las especies presentes en el sistema y su influencia en la cinética de conversión de pirita, Luego se consideró un modelo matemático de caja negra, el cual mediante un análisis estadístico se llegó a una expresión matemática más sencilla que refleja el comportamiento cinético de oxidación de la pirita en el sistema, en relación a las variables que alteran el sistema (temperatura y presión), por último se realizó la confiabilidad estadística del modelo obtenido. Se realizó un modelado a través del software Simulink Matlab, para desarrollar las ecuaciones diferenciales además de emplear un algoritmo de estimación de parámetros y de los coeficientes de expresión matemática contemplada.Item Propuesta de diseño de procesos para la evaluación de alternativas convencional y enfriamiento súbito (flash coolong), en pretratamiento de oxidación a presión en autoclave de un concentrado aurífero refractario, mediante el uso de software metsim(Universidad Industrial de Santander, 2017) Almeyda, Laura Jullieth; Ardila Montero, Rafael Guillermo; Aguirre Rodriguez, Luis OrlandoActualmente el procesamiento de minerales ha presentado diferentes evoluciones con el objetivo de mejorar su rendimiento y de buscar el desarrollo de ideas agradables con el ambiente, en particular la industria extractiva del oro. Los depósitos de oro fácilmente extraíble son muy escasos y una gran parte de la producción mundial proviene de procesos complejos, un ejemplo de esto son los minerales sulfurados de oro donde se hace necesario una oxidación del azufre para obtener un contacto efectivo con las partículas del mineral en la etapa de la lixiviación y de esta manera mejorar los porcentajes de extracción. Se han realizado diferentes investigaciones evaluando el problema descrito anteriormente y son los sistemas de oxidación a presión en autoclaves los que presentan mayor efectividad en la extracción del mineral, debido a que se desarrolla a altas temperaturas y presiones, requiriendo un mayor control en las variables operacionales. El presente trabajo propondrá un proceso que evalué de manera conceptual los factores más importantes a tener en cuenta en la etapa de diseño de pre oxidación en autoclave para un concentrado aurífero refractario en condiciones ácidas, comparando los sistemas de enfriamiento convencional y el súbito o enfriamiento Con la ayuda de la herramienta computacional METSIM®, se realizaron los diseños para cada modelo propuesto, donde se analizaron variables tales como volumen y consumo energético y de reactivo. Demostrando que el enfriamiento súbito o flash presenta mejor rendimiento. .Item Propuesta para el tratamiento de relaves dispuestos en la mina "La Plata" del municipio de California, Santander(Universidad Industrial de Santander, 2012) Jiménez Herrera, Narces; Ardila Montero, Rafael Guillermo; Palacios, Jhon FreddyLa mina “La Plata”, se encuentra ubicada en el municipio de California, Santander, a lo largo de la quebrada “La Baja”; en este lugar se realizaron procesos metalúrgicos de forma artesanal, para la recuperación de oro y plata por medio de las técnicas de amalgamación y cianuración, donde se generaban grandes cantidades de relaves que eran dispuestos en ríos, no obstante aun se conserva parte de este material, el cual es de interés en este trabajo debido a la compra del título minero por parte de Eco Oro Minerales Corporation, empresa que ha planteado un plan de manejo ambiental en la zona y la búsqueda de una solución responsable para el tratamiento del residuo. Para llevar a cabo esta labor primero se estableció una línea base ambiental, determinando las características geomorfológicas, hidrológicas, los impactos ambientales más representativos, entre otros factores importantes de la zona, además se realizó la descripción de los procesos de explotación utilizados y la influencia de estos sobre el residuo final; posteriormente se llevó a cabo la descripción y caracterización de los relaves, con el fin de determinar su nivel de peligro para el ecosistema y la salud humana. Finalmente se formuló la propuesta de inertización del residuo, la cual se basa en la Estabilización/Solidificación con cemento portland ordinario, para llevar a cabo esto, se planteó el diseño de mezcla para un mortero resistente e impermeable y por último para dar soporte a la técnica se realizaron mezclas de prueba, donde se observó un buen fraguado, y una alta resistencia a la compresión, además se hizo el análisis de la concentración de Hg, Cu, en el lixiviado del mortero, el cual demostró una reducción significativa de la concentración total de estas sustancias al ser comparando con la concentración obtenida en los relaves iniciales.Item Simulación de la respuesta hidro geoquímica de drenajes ácidos de mina, incrementando el pH usando cao (cal) como agente alcalino en el distrito minero vetas-california, Santander(Universidad Industrial de Santander, 2012) Ramírez Pita, Fabian Andrés; Ardila Montero, Rafael GuillermoActualmente actividades industriales que se llevan a cabo en minería, obras civiles y otras áreas de progreso y desarrollo socio-económico para la nación, han experimentado preocupación en lo que respecta al tema problemático de drenajes ácidos el cual ha despertado la atención por parte de las instituciones ambientales. Se pretende con este proyecto contribuir a la solución de dicha problemática utilizando como apoyo herramientas computacionales, un tratamiento adecuado de estos drenajes usando CaO (Cal) como agente alcalino y tomando como punto de partida la caracterización y descripción de parámetros físico-químicos de muestras representativas. El desarrollo del estudio en primer lugar se centró en el muestreo y más tarde en el análisis de resultados de la técnica aplicada Análisis II Profile, después estos resultados fueron los datos de entrada al software donde se evaluó la influencia de variables como concentración de agente neutralizante, pH sobre la formación y especiación de diferentes fases. El resultado del modelo mostró que las fases predominantes fueron Schwertmanita, Alunita, Jarosita-K, Gibbsita, Ferrihidrita amorfa, Manganita y Cu(OH)2 las cuales precipitarán a partir de los metales pesados presentes en la solución. Las cantidades apropiadas de agente neutralizante oscilan en un rango entre 48 y 70mgCaO/L para la descarga de los drenajes de los túneles y 874.85mgCaO/L para la descarga del depósito de material estéril y mineralizado.