Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / En la presente investigación se estudió la influencia de la aleación mecánica, de la composición de los polvos molidos de Mo y Cu, y de los elementos aleantes Ti y Al, sobre los mecanismos de sinterización en fase líquida, densidad, microestructura, propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de estas aleaciones base Mo-Cu. Las aleaciones Mo-Cu tienen muchas aplicaciones en el ámbito industrial, en particular en el área de la electrónica, donde se utilizan principalmente como disipadores de calor y embalaje para circuitos electrónicos. El problema que presentan estas aleaciones radica en la mutua insolubilidad, tanto en estado sólido como en estado líquido, del Mo y del Cu, lo que impide que ocurra la etapa de solución-reprecipitación durante la sinterización en fase líquida. Esto se traduce en la presencia de porosidad en las microestructuras obtenidas y, por lo tanto, en una baja densificación. En la presente tesis se estudiará la factibilidad de que ocurra esta etapa si se parte con polvos de soluciones sólidas fuera del equilibrio de Mo y Cu, obtenidos mediante aleación mecánica. La investigación se llevó a cabo mediante tres etapas. La primera consistió en el desarrollo de aleación mecánica, para determinar la influencia de las condiciones del proceso sobre la composición de los polvos molidos de Mo-Cu. En la segunda etapa, tras compactar los polvos, se realizó la sinterización en fase líquida de los compactos Mo-Cu, para determinar la influencia de la aleación mecánica y de la composición de los polvos sobre la solución-reprecipitación. En la tercera etapa, se adicionaron dos elementos activadores, Ti y Al, a los polvos de Mo-Cu para establecer su efecto sobre la sinterización y densificación. Por último, se analizó el efecto de la microestructura de las diferentes aleaciones Finalmente, tras la caracterización de las muestras se observó que el tiempo de molienda fue insuficiente y se obtuvo una solución sólida parcial entre el Cu y el Mo, un incremento en el tamaño del parámetro de red para ambos, así como conductividades térmicas mayores a las alcanzadas en otras investigaciones, contraponiéndose a los bajos valores de la conductividad eléctrica. Se incrementaron también los valores de la dureza, producto de añadir Al y Ti.

Ingeniero Civil de Minas / El molibdeno comúnmente se encuentra asociado con cobre en depósitos porfíricos, sin embargo, en ocasiones su continuidad espacial es baja, por ende, su estimación es compleja en los modelos de recursos tradicionales. Recientemente, ha aumentado el uso y relevancia del análisis hiperespectral, no tan solo en exploración, sino que también en el área de la geometalurgia, específicamente reconociendo el comportamiento de minerales de ganga en procesos aguas abajo y permitiendo la determinación de minerales valiosos a partir de la caracterización de minerales de ganga, utilizando para esto indicadores. En comparación con otros métodos de caracterización, la información hiperespectral presenta ventajas tales como: una alta velocidad de escaneo, gran objetividad en relación al registro geológico tradicional, carácter no destructivo y bajos a nulos requerimientos de preparación de muestras. El presente trabajo corresponde a un caso de estudio de un depósito tipo pórfido granodiorítico con una marcada mineralización de molibdeno, localizado en el norte de Chile (Proyecto Esperanza Sur, Antofagasta Minerals S.A.). En el estudio, se cuenta con información hiperespectral de diferentes zonas del depósito utilizando la tecnología del Hylogger-3, junto con información de análisis químico y análisis mineralógico tipo QEMSCAN, para generar un indicador que permite entregar probabilidades espaciales de mineralización de molibdeno asociado a los minerales de ganga identificados. La metodología, primeramente, evalúa la información mineralógica en términos de continuidad y correlación espacial con los datos químicos disponibles de molibdeno, a continuación, la información se discretiza y categoriza, definiendo umbrales de leyes de molibdeno para definir lo que se considera mineral o estéril, tercero, se asignan probabilidades utilizando el Teorema de Bayes, considerando las características de los minerales seleccionados y finalmente, se realiza una validación cruzada del modelo. Los resultados obtenidos agregan información a un 15.5% del total de muestras analizadas, en las que no se registra mineralización de molibdeno según la ley de corte establecida, pero que dadas las condiciones de los minerales estudiados, existe una alta probabilidad de que esta ocurra, conclusión obtenida a partir de la información misma del depósito, factor que podría atribuirse al efecto pepita. El indicador generado busca identificar y predecir la existencia y tendencia de la mineralización de molibdeno en el depósito, reduciendo la incertidumbre e incrementando el valor agregado del negocio minero.

El presente trabajo de título corresponde a la detección de oportunidades para nuevos usos y aplicaciones de molibdeno en la Industria Química. Debido al potencial que posee el país como productor mundial de este producto –poseyendo un 13% de las reservas totales a nivel mundial y produciendo un 16% de la oferta actual-, resulta interesante identificar nuevos nichos para este metal. Considerando que la Industria Química es el principal consumidor del producto en cuestión –con el 15% de la demanda global-, encontrar oportunidades en este sector en particular podría ser significativo para aumentar la demanda de molibdeno. Este trabajo se enmarca en el proyecto Roadmap Tecnológico de Aplicaciones de Molibdeno de la empresa COMOTECH S.A., la que realizará el estudio de aplicaciones potenciales en diversas industrias, incluyendo a la Industria Química. El proceso de roadmapping permite gestionar la innovación tecnológica, tomando como punto de partida las necesidades de los mercados para posteriormente evaluar qué alternativas son preferibles para atenderlos. La metodología empleada consiste en la segmentación y caracterización de la industria, la determinación del potencial de aplicación de productos de molibdeno en sus procesos y el análisis de tendencias de mercado y tecnológicas, las que permitirán evaluar si las necesidades técnicas encontradas son comercialmente explotables. La Industria Química está compuesta por los sectores Agroquímicos, Biotecnología, Catalizadores, Químicos Básicos, Paraquímicos, Refinación de Petróleo y Otros Químicos. Los más grandes en términos de tamaño son Químicos Básicos, Refinación de Petróleo y Paraquímicos, abarcando más del 75% del total de mercado; mientras que, los sectores Agroquímicos, Biotecnología y Refinación de Petróleo son los que proyectan un mayor crecimiento, con valores que superarían el 8% anual. El análisis de los principales procesos permitió identificar oportunidades para aplicaciones de molibdeno en la fabricación de agroquímicos, combustibles de biomasa, cloro y fluorocarbonos, hidrógeno y oleoquímicos, además de procesos de biolixiviación y refinación de crudo. Las condiciones de operación en ellas hacen posible la aplicación de soluciones que incluyan molibdeno como alternativa para mejorar los equipos o eficiencia de los procesos. Tras llevar a cabo un análisis de tendencias, surgieron como oportunidades a mediano/ largo plazo la fabricación de combustibles, hidrógeno, cloro, urea, amoniaco y oleoquímicos, además de la refinación de petróleo. Esto se debe a que las condiciones de mercado, regulatorias y el desarrollo tecnológico se encuentran alineadas hacia la búsqueda de mejoras en los procesos que pueden ser atendidas con productos que incluyan molibdeno, principalmente en aleaciones o como catalizador. Para finalizar, se recomienda que la búsqueda de aplicaciones de molibdeno en la Industria Química considere solamente las áreas identificadas, pues en ellas se conjugan el potencial técnico y las tendencias necesarias para que sean de interés tanto para clientes como investigadores.

Ingeniero Civil Mecánico / A lo largo de los años, se ha identificado que uno de los mecanismos de desgaste más común en la industria minera es el desgaste por abrasión, siendo evidente en los equipos como chancadores y bombas de pulpa mineral entre otros. Resulta entonces importante estudiar materiales que puedan ser aplicados en piezas de estos equipos con el objetivo de disminuir los costos asociados a su reparación o reemplazo, producidos por el desgaste masivo y efectos de corrosión. El propósito de esta investigación fue analizar el efecto del contenido de molibdeno y vanadio en la microestructura y resistencia al desgaste abrasivo de cinco fundiciones blancas de alto cromo Fe-23Cr-3C.Se utilizaron cinco placas fundidas fabricadas según la norma ASTM A532 Clase II tipo D, modificadas con 1% Mo, 1,5% Mo, 3% Mo, 3% Mo - 1% V, y 3% Mo - 2%V. Estas placas se cortaron por electroerosión para obtener las probetas necesarias para estudiar la metalografía, las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste de cada una de ellas. Los materiales se caracterizaron mediante microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, ensayos de micro y macrodureza, ensayo de impacto Charpy y ensayos de desgaste según la norma G-65. El análisis metalográfico reveló que la microestructura de las aleaciones está compuesta de estructuras aciculares y carburos hexagonales del tipo M_7 C_3 comunes de esta clase de fundiciones. A través del análisis de difracción de rayos X se confirmó la presencia de carburos de cromo, molibdeno y vanadio del tipo M_7 C_3, y compuestos intermetálicos en una matriz autenítica-martensítica. Los análisis de microdureza Vickers mostraron valores entre 700 y 1000 〖Hv〗_0.2, mientras que en la escala Rockwell C dichos valores estuvieron en el rango 58 a 62. El ensayo de impacto Charpy entrego un promedio de 0,9 [J] para todas las fundiciones. Los ensayos de desgaste abrasivo reportaron tasas de desgaste en el rango de 7.2 8.6 [〖mm〗^3⁄km]. Se concluyó que el adicionamiento de Mo provoca una disminución en la fracción volumétrica de carburos y en el tamaño de estos. Esta disminución produce una disminución en la dureza lo que a su vez afecta en forma negativa la resistencia al desgaste abrasivo. Además se concluyó que el adicionamiento de V provoca un aumento de los carburos de menor tamaño sin afectar la fracción volumétrica total de estos. Este aumento produce una leve mejora de la dureza, lo cual determina un mejor desempeño frente al desgaste abrasivo. Finalmente se observó que la fundición con una adición de 3% de Mo y 1% de V presentó la menor tasa de desgaste (7.2 [〖mm〗^3⁄km]) producto de su microestructura compuesta de carburos pequeños (< 2500 〖μm〗^2) y su matriz martensítica. Por otra parte la fundición con una adición de 3% de Mo y 2% de V presentó la mayor tasa de desgaste (8.6 [〖mm〗^3⁄km]) producto de su mayor tamaño promedio de carburos (>10000 〖μm〗^2) y su matriz austenítica, lo que también explica su menor dureza (700 〖Hv〗_0.2) en comparación a las otras fundiciones blancas.

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / El presente estudio tuvo por objetivo analizar la industria del renio, haciendo una recopilación, una sistematización y una interpretación del conocimiento disponible, de modo que permita comprender las características más relevantes de la industria y sus proyecciones a futuro. Esta interpretación permitió también encontrar estrategias para el desarrollo de la industria y así aprovechar la ventajosa situación del país, que posee un 53% de las reservas mundiales y un 48% de la producción mundial de derivados de renio. Para el desarrollo de este trabajo, primero se reunió información que permitió construir un capítulo sobre los antecedentes de la industria del renio, en el cual se incluyeron las propiedades del mineral, el proceso de producción, los usos y productos comerciales, las reservas y recursos, la producción, el consumo y los precios históricos. Luego se realizó un análisis de las estructuras de la industria, desde la perspectiva de la teoría de la organización industrial y del marketing estratégico, donde se concluyó que existen altas barreras de entrada, una demanda derivada e inelástica, una oferta poco flexible, un bajo grado de diferenciación de los productos y un alto grado de concentración horizontal con un índice de Herfindahl de 2880 puntos. Posteriormente se analizó el atractivo del mercado y sus proyecciones, en donde se modeló el consumo del metal, concluyéndose que el renio atraviesa la etapa de rápido crecimiento, según el modelo de ciclo de vida para metales. Se generaron también proyecciones de demanda, usando el método de los escenarios, que indican que la situación más probable, es que la industria se recupere de la crisis económica en dos años, para luego mantener una tasa estimada de crecimiento anual, de alrededor de un 4,5%. Además se modeló el precio de uno de los derivados del renio, usando series de tiempo y se encontró la siguiente relación entre precio actual y el precio de los dos periodos anteriores: Finalmente, se utilizó una metodología de estrategias de negocios, para la búsqueda de objetivos de desarrollo de la industria nacional, encontrándose como resultado una propuesta de “crecimiento ofensivo” en el producto mercado de súper-aleaciones, y una propuesta de “mantener o ganar posición gastando adecuadamente” en el producto mercado de catálisis de combustibles.

No description available.

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / La minería chilena se ha mostrado como el eje impulsor del desarrollo económico del país, tanto a nivel industrial como permitiendo gran parte de las políticas públicas del Estado. No obstante lo anterior, el sector se ha desarrollado principalmente en el mercado del cobre, obviando por su magnitud otras riquezas minerales existentes. De aquí nace la interrogante sobre la manera en que se han utilizado recursos minerales de gran importancia nacional distintos del cobre, como por ejemplo, el molibdeno. Así, el objetivo de este trabajo radica en el estudio de la eficiencia en el uso de los recursos de molibdeno extraídos en Chile. El trabajo realizado comprende 3 secciones principales. La primera de ellas caracteriza el mercado y la industria del molibdeno, lo que permite entregar las bases para comprender este sector. Luego se propone un modelo de optimización dinámica para la utilización de los recursos de molibdeno en base a una estrategia de inventarios que maximiza el valor de las ventas en el período evaluado. Así, se da la posibilidad de investigar sobre las herramientas de políticas públicas que permiten incrementar los niveles de bienestar social, tanto en forma de eficiencia económica como de tipo distributiva. En términos de mercado, la producción nacional se encuentra liderada por la empresa estatal Codelco (56% de participación) y a nivel país ocupa el tercer puesto a nivel mundial con un 17% de la producción de fino. Los resultados del modelo utilizado dan cuenta de la existencia de una posibilidad de crear mayor valor por medio de la estrategia de inventarios, manteniendo un stock intertemporal de recursos, que realizado de manera adecuada, habría aumentado el valor cerca de un 20% en el horizonte evaluado. Además, la sensibilidad realizada a éstos resultados permite sostener que ante una importante variación de los parámetros de entrada se mantiene un impacto positivo en su implementación. Por otro lado, un punto importante de las políticas minerales se asocia a la oportunidad de disponer de un sistema de tributación especial para el molibdeno, el cual en su calidad de subproducto genera una mayor tasa de renta económica al no cargar con los costos de extracción y la gran parte de los de procesamiento. No obstante, el análisis no contiene los efectos en todo el mercado que pudieron ocurrir, en particular sobre la producción o el precio. El trabajo da cuenta del enorme potencial chileno para generar valor en la industria del molibdeno y fomenta la importancia que tiene contar con una planificación estratégica como país hacia las distintas riquezas minerales que se tienen.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniera Civil Mecánica / El presente trabajo, tiene como como objetivo la fabricación de compactos de TZM (Mo-0,5Ti-0,08Zr-0,02C) por la vía de la pulvimetalurgia con adición de carbono mediante el líquido de molienda y el posterior estudio de sus propiedades. Se fabricó la aleación a partir de polvos elementales de Mo, Ti y Zr mediante molienda reactiva. Los polvos fueron compactados a una presión de 450 [MPa] y sinterizados bajo atmosfera reductora. Se estudió la densidad final, dureza y microestructura para 9 condiciones diferentes de tiempo (2 4 h) y temperatura de sinterización (1400 2000 ᵒC). Se realizaron gráficas a partir de las mediciones desarrolladas para describir el efecto del tiempo y la temperatura sobre la densidad, y se describió la microestructura junto con la porosidad residual por observación en microscopio óptico. Posteriormente se realizó un tratamiento térmico de recocido, para recocido por un tiempo de 1 h a 4 temperaturas entre 500-1100 °C, con el fin de conocer el efecto de la temperatura sobre las propiedades del material consolidado. La densidad máxima obtenida para el experimento fue de 9593,30 kg/m3 (93,4% de la densidad teórica del material) y una dureza máxima de 251 HV. Ambos valores máximos se obtuvieron para la muestra sinterizada a 1900 °C por 4 h. Los resultados fueron usados para obtener la curva maestra de sinterización de los polvos fabricados, obteniéndose una alta correlación. El aumento de la temperatura de sinterización produce mayor densificación y una densidad final mayor. La temperatura es un parámetro importante en la densidad final, ya que influye en forma exponencial en el coeficiente de autodifusión del molibdeno. A mayor temperatura se observa también un engrosamiento de la microestructura, con mayor crecimiento del tamaño de grano, y los poros se esferoidizan. En el caso de la dureza, la temperatura tiene distinta influencia en los variados mecanismos de endurecimiento: por un lado, disminuye la dureza por aumento del tamaño de grano; por otra parte, el aumento en la temperatura aumenta la solubilidad de los elementos aleantes en la matriz de molibdeno y posteriormente, durante el enfriamiento, la precipitación de carburos. El aumento en el tiempo de sinterización produjo mayor densificación y una densidad final mayor. Aun así, el tiempo resulto ser un parámetro de menor influencia en la densidad final, producto de que la distancia típica de auto difusión del molibdeno depende de la raíz cuadrada del tiempo. También se observa un leve crecimiento de grano asociado al aumento del tiempo, el cual disminuye levemente el endurecimiento por límite de grano. El tratamiento térmico no produjo cambios apreciables en la densidad del material para las temperaturas estudiadas. Para el caso de la dureza sí se observa un decaimiento por sobre los 700 °C, causado por el aumento sostenido del tamaño de grano en función de la temperatura, como también de un probable aumento del tamaño de los carburos y una recuperación del material.

Ingeniero Civil de Minas / El objetivo del siguiente trabajo es identificar prácticas operacionales implementadas en la Superintendencia concentradora de Molibdeno de Minera los Pelambres. Para lo anterior se revisaron los conceptos teóricos, criterios de operación y rangos operacionales de variables utilizadas por los 4 grupos que componen el equipo de Minera los Pelambres. La metodología de trabajo consiste en tres partes: (i) entrevistas a operadores desarrolladas desde marzo a septiembre de 2015; (ii) diseño e implementación de un experimento de laboratorio para determinar el efecto de la adición de ácido sulfúrico sobre la depresión de la flotación de sulfuros de cobre en el proceso de flotación selectiva; y (iii) análisis estadístico de los parámetros y resultados operacionales de la unidad. La última parte incluyó la utilización de modelos estadísticos multi-variable para la determinación de rangos operacionales de variables importantes. Los resultados de laboratorio indicaron que la adición de ácido sulfúrico no genera la desorción de colector desde la superficie de minerales sulfurados. Posiblemente, su adición está relacionada con disolución y precipitación de especies hidrofílicas finas que estabilizan la espuma. El parámetro principal de control de proceso de la flotación selectiva es el porcentaje de molibdeno en el relave de la etapa rougher (o pérdidas de molibdeno en el circuito de flotación), cuya interacción con el contenido de molibdeno en la alimentación fresca genera distintas formas de control según tres escenarios estudiados: |%Mo Alimentación Fresca | Rango %Mo Relave Rougher | pH Rougher |2,10 | <0,42 | 8,7 |1,01 | <0,09 | >10 |0,32 | <0,03 | >10 Un análisis analítico de la expresión de la recuperación selectiva indica que la recuperación de la etapa rougher es la variable de mayor importancia, seguida por la recuperación de la etapa de primera limpieza. Estrategias que tengan como objetivo el control de ambas recuperaciones como una prioridad influyen positivamente en la recuperación selectiva. Desde el punto de vista de la recuperación rougher, los grupos 3 y 4 tuvieron un mejor rendimiento de flotación que los demás grupos en la fecha estudiada. Por otro lado, los grupos 1 y 2 tuvieron una mejor eficiencia en la Planta de Lixiviación férrica. Lo cual deja en evidencia diferencias teóricas y operacionales dentro de cada grupo. / The main objective of this work is to identify the operational practices in the Molybdenum concentrating superintendence of Minera los Pelambres. To achieve that goal, theoretical concepts, operation criteria and operational ranges of four different working groups were analysed. The methodology proposed for this work consists in three main parts: (i) interviews to operators made from march to september, 2015; (ii) a laboratory experiment design and implementation to determine the effect of sulfuric acid on the depression of copper sulphides in froth flotation; and (iii) operational parameters and results statistical analysis for each working unit. The latter included the utilization of statistical multi-variable models in order to determinate operational ranges for important variables. The laboratory results implied that the addition of sulfuric acid doesn’t have any effect on the desorption of mineral collector from the surface of sulphide minerals. Possibly, its addition may be related with dissolution and precipitation of hydrophilic fine species that stabilize the froth. The main control parameter in the selective flotation process is the molybdenum percentage in the rougher tails (also known as molybdenum losses in the flotation circuit). Its interaction with the molybdenum percentage in the feed generates different ways for controlling the rougher recovery according to three possible studied scenarios: %Mo Feed Range for %Mo Rougher Tails pH Rougher 2,10 <0,42 8,7 1,01 <0,09 >10 0,32 <0,03 >10 A statistical analysis of the selective recovery showed that the rougher recovery is the most important variable, followed by the recovery in the first cleaning stage. Strategies that address the control of both recoveries as a priority positively influence the selective recovery. The groups 3 and 4 had better performance in froth flotation when compared with the other two groups in the period aforementioned. On the other hand, the groups 1 and 2 had better performance in the ferric lixiviation plant in the same period. The latter shows that theoretical and operational differences can be found inside each group. / 5/8/2021

Geólogo / En el presente trabajo se realizó un estudio del mercurio presente en el yacimiento Río Blanco, propiedad minera perteneciente a la División Andina de CODELCO. El trabajo presenta un análisis de la mineralización asociada al mercurio y un modelo de distribución de este elemento en el depósito. Para el análisis se consideraron dos bases de datos existentes en la División Andina; la primera incluye análisis ICP-MS, reportes de análisis mineralógicos obtenidos por microscopía electrónica de barrido vía QEMSCAN y cortes transparentes/pulidos de muestras geometalúrgicas provenientes de sondajes diamantinos, que cubren gran parte del yacimiento. La segunda base corresponde análisis químicos vía absorción atómica y análisis mineralógicos vía QEMSCAN de muestras obtenidas del material de alimentación de la planta concentradora y de sus dos productos, concentrado de cobre y relave. Estas muestras representan el mineral que fue tratado en un mes. Complementariamente, en esta memoria se presentan descripciones mediante microscopía óptica y análisis de microscopía electrónica de barrido (SEM) de muestras representativas de la alimentación y de los concentrados de cobre, con el objetivo de lograr identificar la ocurrencia y estilo de mineralización de los minerales portadores del mercurio. Los resultados indican la presencia de mercurio en los cobres grises, específicamente en la solución sólida de tennantita-tetraedrita, en forma de impureza, a su vez estas sulfosales se encuentran como reemplazo en bordes y en planos de debilidad de los sulfuros de cobre principales del yacimiento, los cuales son calcopirita y bornita. Aunque debido al alto límite de detección de la técnica utilizada (1000 ppm) no se descarta que exista mercurio en menores concentraciones en otras fases minerales, pero esta fase debe contener a su vez antimonio, ya que la correlación entre estos dos elementos es alta, 0,93 en la alimentación y 0,87 en los concentrados de cobre. El modelamiento indica que las mayores concentraciones de mercurio se encuentran en la zona norte del sector Don Luis, en dos cuerpos de alta ley de mercurio (sobre 1 ppm), que corresponden a volúmenes elongados en la dirección N30°E, que corresponde a la dirección de las fallas principales para este sector ya que la mineralogía asociada al mercurio posee un fuerte control estructural en su ocurrencia.