Ingeniera Civil Química / La disposición y manejo de relaves mineros en Chile representa un problema de gran envergadura, debido principalmente a la industria minera del cobre. La cantidad de agua retenida en éstos es importante por lo que recuperarla implicaría una reducción en la huella de carbono del proceso productivo minero. Los relaves son efluentes del proceso productivo minero (flotación) y en concreto, son suspensiones de partículas que en su mayoría son minerales formadores de roca (99%). Debido a que las ley del cobre disminuye con el tiempo, es necesario moler más el mineral para obtener más cobre, esto tiene como efecto que los relaves estén compuestos por material sólido particulado aún más fino clasificado como arcillas. Las arcillas presentes en los relaves hacen que su tratamiento tradicional para recuperar agua por sedimentación gravitacional no funcione y por tanto, se recurra al uso de agentes floculantes cuyo objetivo es ayudar a la agregación de partículas para formar aglomerados densos capaces de precipitar. En vista del rápido avance y desarrollo en nanomateriales es que se propone auxiliar un aditivo tradicional como la poliacrilamida aniónica (PAM-A) con el óxido de grafeno (GO) y también estudiar el desempeño de otro tipo de agentes floculantes basados en biopolímeros (alginato de sodio SA y quitosano CS). Además, averiguar si el GO como coagente de alguno de éstos posee alguna mejora. En la investigación se contemplan suspensiones acuosas de minerales finos presentes en éstos (caolinita, montmorillonita y goethita). Específicamente, se observó la formación de los flóculos y la turbiedad del sobrenadante una vez finalizada la floculación. Los sistemas más eficientes fueron: CS a altas dosis (400 g/ton de mineral) para tratar suspensiones de caolinita y montmorillonita al 2%, con más de un 94% de remoción de partículas y GO (50 g/ton) en conjunto a PAM-A (25 g/ton) en suspensiones de caolinita al 2%, con más de un 95% de remoción. El agente comercial por sí mismo (25 g/ton) posee un 95% de remoción para suspensiones de caolinita al 2% y un 92% en el caso de montmorillonita en igual concentración. En conclusión, el CS es un excelente potencial aditivo floculante ya que logra resultados tan buenos como el PAM-A. Por otro lado, este agente funciona en todas las pruebas y el adicionar GO no aclara el sobrenadante ni tampoco ayuda a la formación de flóculos en ningún caso exceptuando el previamente señalado.

Ingeniero Civil Químico / Actualmente existen graves problemas debido a deficiencias de acceso del agua tanto para la población como su uso industrial. Asegurar la disponibilidad de agua de buena calidad es menester, por lo que se deben generar nuevas opciones para el tratamiento de efluentes y recuperación de agua. Recientemente se ha entregado relevancia al uso de óxidos de grafeno (GO) en procesos de tratamiento de agua, debido a su capacidad de modificar fácilmente las propiedades estructurales y fisicoquímicas de éste. Este trabajo de título tiene como principal objetivo comparar la capacidad de dos óxidos de grafeno con diferente grado de oxidación sobre la remoción de contaminantes solubles y particulados con diferente carga. Para llevar a cabo el trabajo se sintetizan dos GO y se caracterizaron mediante XRD, FTIR y potencial Z. Se obtienen GO con diferente presencia de grupos funcionales y valores de potencial Z, lo que se traduce como diferentes grados de oxidación. Se define GOA como GO de alto grado de oxidación y GOB como GO de bajo grado de oxidación. La capacidad máxima de adsorción azul de metileno (catiónico) es de 476,2 mg/g para GOA y 312,5 mg/g para GOB, lo que se traduce en un incremento de 52% entre GOA y GOB. En cuanto al naranjo de metilo (aniónico) la capacidad de adsorción es de 105,3 mg/g para GOA mientras que para GOB fue de 263,2 mg/g, siendo en este caso la capacidad de GOB un 150% mayor que GOA. Se realiza la remoción de goethita (carga positiva a pH 4,5) obteniéndose transmitancias de hasta 81% al utilizar GOA, mientras que para GOB el valor es de 33%. En ambos casos la floculación se genera mediante neutralización de carga. En cuanto a la arcilla caolín (carga negativa a pH 7,0) se realiza la floculación con GOA aumentándose la transmitancia hasta un 17% con respecto al sistema original mediante puentes de hidrógeno. Al utilizar GOB no se generan interacciones entre arcilla y óxido de grafeno, por lo que no se promueve la sedimentación. Como principal conclusión se obtiene que un aumento del grado de oxidación del óxido de grafeno significa en un incremento en la capacidad de remoción de contaminantes catiónicos solubles y particulados. Por otra parte, el aumento posee un efecto negativo con respecto a los contaminantes aniónicos solubles, mientras que para los contaminantes particulados el efecto es positivo debido a la mayor presencia de grupos carboxilo.