Ingeniero Civil de Minas / 20/06/2023

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Existe una necesidad en la industria minera de mejorar sus técnicas de recuperación de agua desde relaves, ya sea por la existencia de estándares ambientales cada vez más exigentes que demandan menores consumos de agua y/o por el aumento de la complejidad de los minerales a ser tratados. La operación más utilizada en la industria minera para la recuperación de agua es el espesamiento de relaves por gravedad asistido por floculación. Para responder a los nuevos requerimientos de la industria se necesita conocer en profundidad esta operación de espesamiento, en particular la interacción entre cada uno de los elementos presentes en este tipo de procesos: el relave, el floculante y el agua. El objetivo del presente trabajo es estudiar los cambios en el proceso de floculación de un relave de sulfuro de cobre al (1) variar las condiciones hidrodinámicas de mezcla relave-floculante-agua, (2) al incluir iones típicamente encontrados en el agua de mar y (3) al reemplazar parte del relave por arcilla caolinita. Para estudiar estos tres puntos, se realizaron pruebas de floculación en un reactor agitado bajo (1) diferentes intensidades de mezcla (2) variando la presencia de sales (NaCl 10 g/L, CaCl2 1,1 g/L, MgCl2 4,8 g/L y agua de mar) y (3) reemplazando parte del relave por caolinita (20%). El análisis consideró la caracterización de los agregados formados en términos de su tamaño y velocidad de sedimentación, la calidad del sobrenadante y las características del lodo obtenido una vez sedimentado. La presencia de sales, a pesar de su efecto positivo como agente coagulante, tuvo una acción negativa neta en sedimentación dando como resultado velocidades de sedimentación más bajas bajo cualquier condición hidrodinámica estudiada; esto sucedió posiblemente producto de un apantallamiento del floculante (a la concentración de sales utilizada en los ensayos) lo que disminuyó sus sitios activos y, por ende, su interacción con el mineral. Los resultados mostraron que existe un valor de intensidad de mezcla (descrito a través de G) que maximiza la velocidad de sedimentación -independiente del medio y de las especies mineralógicas presentes- y que este valor es cercano al reportado en la literatura afín. Sin embargo, este valor no coincide con el mínimo valor de turbidez, el cual corresponde al mayor valor de G estudiado, poniendo en evidencia que es necesaria una conciliación entre las metas de recuperación de agua impuestas y la calidad del agua obtenida o sugiriendo que a futuro los procesos de sedimentación y eliminación de turbidez podrían ser llevado a cabo en operaciones unitarias separadas.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil en Minas / Este trabajo tiene como objetivo estudiar experimentalmente, a escala de laboratorio, la remoción de sulfato, desde aguas que contienen concentraciones muy altas, por medio de procesos de adsorción de alta eficiencia. Para lo anterior se sintetizan sustancias oxi-hidroxiladas de hierro, a partir de cloruro férrico () con dos agentes alcalinizantes tales como hidróxido de sodio () y cal viva (). Estudios preliminares fueron realizados para establecer y ajustar el mejor protocolo de síntesis de estructura de hierro. Un total de seis sustratos fueron sintetizados a partir de un diseño experimental factorial completo obtenido a partir de las dos variables: agente alcalinizante y valores de pH (5, 8 y 11.4). Dichos sustratos luego de su síntesis, filtrado y secado fueron utilizados para realizar estudios cinéticos de adsorción de sulfato. Los experimentos cinéticos fueron implementados introduciendo el sustrato a temperatura ambiente (apróx. 23°C ± 2°C) en un volumen de 1,000 mL de solución acuosa a pH 5, y concentración del anión sulfato igual 635 mg/L, manteniendo una densidad de pulpa igual a 50 g/L. El muestreo consistió en remover 10 mL de la solución en tiempos de 2.5, 5, 10, 30, 60 y 120 min. Finalmente, las muestras son analizadas por nefelometría utilizando cloruro de bario (II) para determinar la concentración de sulfato en solución. Las concentraciones óptimas para un correcto control de pH durante la síntesis del sustrato involucran trabajar con molaridades teóricas de hidróxido de sodio y cal igual a 10 y 2.97 M, respectivamente. Los mejores resultados cinéticos de adsorción fueron obtenidos con el sustrato sintetizado a pH 5 utilizando hidróxido de sodio y cal como agente neutralizante obteniendo capacidades máximas de adsorción igual a 12.5 y 12.8 mg /g, respectivamente. Los peores resultados cinéticos de adsorción fueron observados con el sustrato a pH 11.4, posiblemente debido a estructuras altamente desordenadas por la rápida hidrólisis de los iones férrico que luego pierden la capacidad de adsorber el anión sulfato. El modelo cinético generado sugiere un comportamiento de orden 2, con menores valores de constante L para aquellos sustratos de mejor rendimiento y la constante k no parece tener relación con los rendimientos de adsorción. Un análisis DIS de las isotermas BET obtenidas indica que el sustrato sintetizado a pH=5, tiene un porcentaje de superficie de alta energía de 272% con respecto al material obtenido a pH = 8, mientras que el porcentaje asociado a energía superficial baja decae a un 64%. Esto explica mejores rendimientos para el sustrato generado a menor pH. Resultados de difracción de rayos X e infrarrojo muestran características similares a la ferrihidrita, aunque puede tratarse de sustratos compuestos por más de un mineral oxi-hidróxido, dado que se reconoce también presencia de goethita, schwertmanita y feroxyhyte.

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Ingeniero Civil de Minas / La flotación de minerales es un proceso industrial ampliamente utilizado en minería, para separar selectivamente material valioso desde una roca original, utilizando propiedades superficiales relacionadas con la hidrofobicidad/hidrofilicidad que todos los minerales poseen. El proceso utiliza burbujas de gas, que atraviesan una fase pulpa (agua y partículas suspendidas de la roca inicial), para colectar material previamente hidrofobizado. En términos netos, las burbujas, principalmente gobernadas por fuerzas de empuje, se mueven verticalmente hacia arriba mientras que el líquido (pulpa) se mueve verticalmente hacia abajo. Estudios indican que la distribución y el movimiento de las burbujas en columnas no es homogéneo. Consecuentemente, se puede hipotetizar que el movimiento de las burbujas en celdas de flotación de tipo columnar está asociado a patrones de flujo que impactan el transporte de líquido, y con esto, la transferencia de reactivos. El objetivo de este trabajo es estudiar cómo dicho movimiento conjunto de líquido y gas afecta el transporte de reactivo superficialmente y no superficialmente activo a través de un flujo de burbujas. Simultáneamente se presentan variantes en la metodología de medición de la velocidad superficial de gas para obtener un parámetro de caracterización de gas en celdas de flotación columnar más robusto y de mayor significado físico. La metodología experimental de trabajo involucra el estudio del transporte radial de reactivo en un sistema de laboratorio 2-D mientras que la dispersión de gas y el transporte axial de reactivo se evalúa en una columna piloto de flotación. Estudios de laboratorio en el sistema 2-D indicaron que la resistividad aparente al transporte de los reactivos utilizados (Espumante Aerofroth 70 Plus y Sulfato pentahidratado de cobre) fue menor en el uso del reactivo no superficialmente activo (Sulfato de cobre) y que esta disminuyó en presencia de un flujo de burbujas. De lo anterior se concluye que la metodología y el punto de incorporación de reactivos son clave para el correcto funcionamiento de una operación de flotación. En el sistema 3-D se confirma que el diámetro del tubo muestreador es relevante para obtener resultados representativos de la velocidad superficial de gas en una celda columnar. Un modelo matemático del tipo exponencial para estimar este valor a partir de un tubo muestreador de diámetro arbitrario fue obtenido. Finalmente los resultados del transporte de reactivo axial indican que es posible dispersar un reactivo con una tendencia cercana a la homogeneización a lo largo de todo el eje axial, comportamiento que es esperable en una columna de flotación a escala industrial. / 10/10/2022

La presente tesis es una investigación que tiene por objetivo estudiar las decisiones de los individuos en el marco del modelo de principal-agente. La metodología de la investigación se basa en la verificación de las hipótesis con los datos obtenidos en manera experimental. En concreto, se analizan las decisiones de los principales y agentes en el contexto de pequeña y mediana empresa, donde el principal desempeña el rol del emprendedor y el agente desempeña el rol del empleado. En el primer capítulo se estudia el mercado de inversión informal que se caracteriza por la presencia de los Ángeles de Negocios (BAs en adelante). Los BAs son individuos privados y que invierten sus propios recursos financieros en empresas pequeñas y de nueva creación. Para estudiar las decisiones de los BAs se ha diseñado un experimento basado en el Juego de Confianza diádico (Berg et al., 1995) añadiendo a un tercer jugador, el BA, que decide si invertir y cuánto en una empresa compuesta por un emprendedor (es decir, un principal) y un trabajador (es decir, un agente). El objetivo principal de la investigación de este capítulo es analizar si, y hasta qué punto, la confiabilidad de las empresas explica las inversiones de los BAs. BAs estiman la confiabilidad de las empresas en búsqueda de financiación a partir de fuentes de información sobre el comportamiento de los miembros de la empresa y todos los BAs en el mercado de inversión informal. Los tratamientos experimentales definen las condiciones de información sobre la confiabilidad de las empresas que se proporciona a los BAs. Los resultados sugieren que la confiabilidad de las empresas es crucial para fortalecer la confianza de los BAs y que la integración y revelación de una relación confiable dentro de la empresa aumenta su competitividad y se vuelve más atractiva para los posibles BAs. En el segundo capítulo se estudia el efecto de las oportunidades de ganancias de los negocios y la experiencia de los emprendedores en un mercado de trabajo experimental con múltiples principales y agentes. Los principales compiten para contratar equipos de dos agentes ofreciendo contratos salariales que dependen del esfuerzo ejercido por el equipo de agentes y obtienen el beneficio residual después de pagar a los agentes. Las oportunidades de ganancias y la experiencia varían en diferentes tratamientos experimentales. Los resultados muestran que las altas oportunidades de ganancias llevan a los principales a ofrecer contratos más eficientes, lo que, a su vez, lleva a un mayor esfuerzo de los agentes y a las ganancias de los principales. La experiencia tiene un efecto cualitativamente similar pero menor y no significativo en la elección del contrato de los principales, mientras que el efecto en el esfuerzo y las ganancias es insignificante. Finalmente, cuando se analiza la heterogeneidad individual, se observa que las preferencias sociales como la aversión a la inequidad y la reciprocidad ayudan a arrojar luz sobre los fundamentos del comportamiento de los principales resultados de este estudio, mientras que la capacidad cognitiva no. En el último capítulo, se investiga hasta qué punto las decisiones de los individuos dependen de sus características personales y cognitivas. Con este propósito se expande el enfoque de la investigación a otros contextos de decisiones, además del marco del modelo de principal-agente. Se analiza como las habilidades cognitivas se relacionan con las elecciones de comportamiento. Con este objetivo, el Test de Reflexión Cognitiva (TRC) y una amplia variedad de tareas de decisión, incluidos algunos protocolos clásicos de riesgo y de obtención de preferencias sociales, han sido administradas a los participantes. Se divide el grupo de todos los participantes en tres grupos dependiendo de sus respuestas a TRC. Los individuos reflexivos son aquellos que responden al menos dos de las tres preguntas de TRC correctamente. Los individuos impulsivos son aquellos que no pueden suprimir el impulso instintivo de seguir la respuesta intuitiva, aunque incorrecta, en al menos dos preguntas. Los individuos restantes forman un grupo residual. Los resultados muestran que las mujeres puntúan significativamente menos que los hombres en el TRC y que, en sus respuestas incorrectas, los impulsivos se observan con mayor frecuencia. La relación 2D-4D, que es más alta para las mujeres, se correlaciona negativamente con la puntuación de TRC del participante. También se observa que las diferencias en las actitudes de riesgo en los grupos de TRC dependen crucialmente de la tarea de decisión. Finalmente, los individuos impulsivos tienen mayores preferencias sociales (aversión a la inequidad), mientras que los individuos reflexivos son más propensos a satisfacer los requisitos básicos de consistencia en las tareas de decisión de riesgo.