Memoria para optar al título profesional de Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / El cobre es un metal no renovable, que ha sido reciclado desde la antigüedad, ya que no sufre pérdidas de rendimiento ni tiene limitaciones para ser reutilizado. Según el MMA en Chile, del 100% de residuos de cobre generados, solo un 3% se recicla. El objetivo general de esta memoria es identificar los requerimientos institucionales, económicos, sociales y ambientales para aumentar la participación empresarial en el negocio del reciclaje de cobre. Para ello se caracterizó el reciclaje de cobre de Chile, con el fin de determinar cómo funciona este modelo. Posteriormente se caracterizaron dos modelos internacionales, Umicore y Guiyú, y mediante un análisis comparativo se identificó cuáles fueron los factores del éxito y de fracaso respectivamente.

Bajo el favorable escenario en que se encuentra la minería del país, se decide estudiar al molibdato de cobre, especialmente su proceso productivo, que aún no se ha implementado ni industrializado, con la idea de diseñar un proceso productivo eficiente, confiable y que sea capaz de entregar nuevos conocimientos en el área de desarrollo de la metalurgia del país. Como idea central de este trabajo está la elaboración del diseño conceptual de un proceso para la producción de molibdatos de cobre; para ello además se realizaran experiencias a nivel de laboratorio con el fin de determinar condiciones de síntesis óptimas de los molibdatos de cobre, estudiar la cinética de la cristalización de estos molibdatos y realizar una ingeniería de perfil enfocada en el proceso productivo, el mercado, el uso industrial del los molibdatos y una evaluación económica potencial del proceso. Con el fin de cumplir todos los objetivos propuestos se hizo un minucioso y profundo trabajo divido en tres principales etapas: una búsqueda bibliográfica que incorporó datos previos sobre el proceso estudiado; otra parte experimental, que entregó condiciones de síntesis del molibdato de cobre y algunos datos sobre la cinética de la reacción y una tercera etapa enfocada principalmente al desarrollo de la ingeniería de perfil del proceso productivo del molibdato de cobre. Se fijó como meta de producción la cantidad de 250 [ton/año] de molibdato de cobre, cifra que representa alrededor del 0.05% del total de productos químicos preparados en el mundo en base a molibdeno. El tipo de operación escogido es del tipo discontinuo o batch, realizando dos batches al día. La materia prima utilizada es sulfato de cobre, molibdato de sodio y agua. El proceso se puede dividir en tres etapas principales: preparación del licor madre, cristalización del producto y obtención el molibdato de cobre en forma de polvo seco. La temperatura de operación es de 25 ºC y a un pH entre 4 y 5. El tiempo necesario para la correcta formación de los cristales de molibdato de cobre es de 3 a 5 horas. En materia económica el principal y mayor costo lo representan los equipos y su instalación, y su monto estimado es de $96.000.000 de pesos. La energía requerida al año es de 7.000 [kW] para los equipos que consumen energía eléctrica y 2.340 [m3 gas] para el secador de lecho fluidizado. Con lo anterior se concluye que el proceso es perfectamente ejecutable y un valor sugerido del molibdato de cobre es 55 [US$/kg], con lo que se obtiene un 15% de ganancias, sin embargo se estima que este valor es aún algo elevado para el mercado.

El prospecto de cobre Texas está en un grupo de propiedades de Minera Teck Cominco Chile Limitada que se encuentran en la Cordillera de Domeyko, II Región, Chile. La geología del prospecto corresponde a rocas paleozoicas, volcánicas e intrusivas que se ubican en la parte este del prospecto y que están en contacto con rocas jurásicas marinas y cretácicas volcánicas mediante la Falla Sierra de Varas, que es una falla transcurrente e inversa perteneciente al Sistema de Fallas de Domeyko. Las rocas jurásicas marinas corresponden a calizas y las cretácicas volcánicas a lavas principalmente andesíticas, las cuales están intruidas por pequeños cuerpos graníticos. Sobre todas estas unidades existe una cubierta de depósitos aluviales y coluviales que se han depositado desde en Mioceno hasta ahora. Las rocas del prospecto Texas presentan diferentes tipos de alteración hidrotermal, encontrándose rocas paleozoicas con alteración potásica y propilítica, además de rocas cretácicas con alteración propilítica, argílica intermedia y argílica avanzada. Se realizó un muestreo geoquímico de superficie para determinar los valores umbrales exploratorios en la zona e identificar si existen valores anómalos en cuanto a contenido de elementos. El análisis se hizo para aquellos elementos que pueden considerarse como guía en la exploración por pórfido cuprífero: Cu, Mo, Pb, Zn y As. Las rocas paleozoicas no presentan mayor interés exploratorio, debido a que los contenidos geoquímicos de Cu, Mo, Pb, Zn y As son bajos y no constituyen valores anómalos, además no existe evidencia de alteración posterior a la propilítica. Por lo tanto estas rocas son descartadas como blanco de exploración en este trabajo. Según los resultados del muestreo geoquímico se descarta también la propiedad que se encuentra más al sur del prospecto, sin embargo es posible identificar una zona en el centro del prospecto, entre el Cerro Pico de Oro y el Cerro Azabache, donde si bien los contenidos de elementos no son muy altos, existe una pequeña anomalía positiva con respecto al valor umbral de cobre, además de presentarse en su borde, razones de elementos (Pb+Zn)/Cu similares a las encontradas en sistemas del tipo pórfido cuprífero. Esta zona se recomienda mantener y realizar una segunda campaña de exploración con más detalle y muestreo geoquímico en malla regular.

Sintetiza NPsCu mediante el método del poliol asistido mediante irradiación MW. La técnica de calentamiento MW tiene la ventaja sobre el calentamiento convencional, porque se produce directamente desde el seno de la solución. El calentamiento MW se basa en la radiación electromagnética MW que se utiliza con éxito para calentar muchos materiales dieléctricos, debido a la propiedad de pérdida de tangente (tan δ) del disolvente empleado. El presente método se basa en la gran capacidad específica del EG, de convertir la energía electromagnética en calor, siendo el tangente de pérdida de 1,350. El proceso de síntesis se realizó en un horno de MW adaptado, que trabaja a 220V, 60 Hz, 1,2 kW. Se utilizó como dispersantes a la PVP, el AA como agente reductor, el precursor utilizado es el Cu(Ac)2. La síntesis tiene varios parámetros tales como el ciclo de potencia del MW, el tiempo de adición de los reactivos, el orden de adición de los reactivos y la relación molar del agente reductorprecursor, lo demás parámetros se mantuvieron constantes para observar la influencia de los anteriormente mencionados. Las NPsCu se caracterizaron por DRX, FRX, UV-Vis y SEM. / Tesis

Resumo não disponível

Células termogalvânicas são conversores termoelétricos que consistem de dois eletrodos imersos em uma solução eletrolítica mantidos em temperaturas diferentes. Esta diferença de temperatura gera uma diferença de potencial que pode ser empregada para conduzir corrente através de um circuito externo. Desta forma, energia térmica é convertida diretamente em energia elétrica. Os eletrodos normalmente utilizados em células termogalvânicas são inertes e apresentam custo elevado. Além disso, a solução eletrolítica é geralmente aquosa. Neste trabalho, sugere-se o uso de eletrodos de cobre, por apresentarem baixo custo além de propriedades térmica e elétrica excelentes que fazem deste metal atrativo para aplicação em células termogalvânicas. Em substituição à solução eletrolítica aquosa, este trabalho propõe a utilização de soluções de líquidos iônicos BMI.BF4, BMI.Cl, C3OMI.NTf2 e C6O2N2H9.NTf2 como solventes e eletrólitos. Os sistemas eletroquímicos estudados empregam quinidrona como par redox e diferentes concentrações de água em solução. Além disso, a diferença de temperatura bem como a distância entre os eletrodos foram variáveis investigadas. A otimização da melhor condição de operação da célula termogalvânica envolveu o ajuste destas variáveis, refletidas nos dados de: potencial de circuito aberto (PCA), curvas de carga/descarga, curvas galvanostáticas, curvas potenciostáticas e curvas potenciodinâmicas. Pode-se constatar que o cobre e as soluções eletrolíticas empregando o BMI.Cl têm potencial aplicação em células termogalvânicas. O aumento da concentração de água nas soluções de BMI.Cl aumentou a condutividade do sistema. Alterando a distância entre os eletrodos de 0,45 mm para 0,95 mm aumentou significativamente a eficiência de conversão energética. A ausência de água em solução permite o trabalho em temperaturas mais altas bem como valores de potencial de PCA mais catódicos. A utilização de LIs com o ânion NTf2 não favoreceu os sistemas. O coeficiente de Seebeck para a solução eletrolítica LI2-QHQ120 apresentou-se acima dos valores já reportados na literatura. / Thermogalvanic cells are thermoelectric converters which consist of two electrodes immersed in an electrolytic solution kept at different temperatures. This temperature difference generates a potential difference that can be used to conduct current through an external circuit. This way, thermal energy is directly converted into electrical energy. The electrodes commonly used in thermogalvanic cells are inert and have high costs. Furthermore, the electrolytic solution is generally aqueous. In this work, one suggests the use of cooper electrodes, by presenting low cost besides its excellent thermal and electric properties that make this metal attractive for application in thermogalvanic cells. Replacing the aqueous electrolytic solutions, this work proposes the use of BMI.BF4, BMI.Cl, C3OMI.NTf2 and C6O2N2H9.NTf2 ionic liquids as solvents and electrolytes. The electrochemical systems employed quinhydrone as redox couple and different concentrations of water in the solution. Beyond that, the temperature difference as well as the distance between the electrodes were variables investigated. The optimization of the best operating condition of the thermogalvanic cell involved adjustment of these variables, reflecting in the following data: open circuit potential (OCP), charge/discharge, galvanostatic, potentiostatic and potentiodynamic curves. One found that cooper and electrolytic solutions using BMI.Cl have potential application in thermogalvanic cells. Increasing the concentration of water in BMI.Cl solutions rises the conductivity of the system. Changing the distance between the electrodes from 0.45 mm to 0.95 mm increased meaningly the power conversion efficiency. The absence of water in the solution allows to the system to operate at higher temperatures as well as more cathodic values of OCP. The use of ionic liquids with NTf2 anion did not favor the systems. The Seebeck coefficient of LI2-QHQ120 electrolytic solution presented values above of the already reported in the literature.

A mistura sulfato de cobre e óxido de cálcio (calda bordalesa) é utilizada na cultura da videira (Vitis vinifera) para o controle de doenças fúngicas desde o final do século IX e em muitos casos tem proporcionado aumentos significativos no teor de cobre no solo, o que pode influenciar no crescimento vegetal, nos microorganismos e nas propriedades químicas do solo. Para avaliar a relação cobre-solo-planta, foram conduzidos cinco estudos em laboratório e casa-devegetação, utilizando solos da região vitivinícola da Encosta Superior do Nordeste do Rio Grande do Sul (RS) com e sem a aplicação de calda bordalesa. No primeiro, avaliou-se a distribuição do cobre, tanto em concentração quanto nas formas, em diferentes camadas de solos com e sem a aplicação de cobre. No segundo, avaliou-se a capacidade de cinco espécies vegetais (videira (Vitis vinifera), aveia (Avena strigosa), milho (Zea mays), cenoura (Daucus carota) e nabo (Brassica rapa)) de se desenvolverem em dois solos contaminados com cobre e um sob mata nativa e a possibilidade de se utilizar cama-de-aviário para diminuir a disponibilidade e absorção do cobre por plantas de aveia. No terceiro, avaliou-se a capacidade máxima de adsorção de alguns solos representativos do cultivo de videira no RS, através do modelo matemático descrito pela equação de Langmuir. No quarto estudo, avaliou-se o efeito do cobre, aplicado em doses crescentes num solo arenoso, sobre a cultura de milho e a possibilidade de eliminação da toxicidade pela aplicação de manganês e ferro via foliar. No quinto estudo, avaliou-se o teor de cobre na região apoplástica e simplástica das raízes de maior atividade da videira cultivada em solo calcário e o teor total nas raízes, ramos e folhas. Avaliou-se também o efeito desse na absorção dos outros nutrientes e a atividade das enzimas catalase e superóxido dismutase nas raízes de maior atividade. O cobre aplicado nas folhas e ramos de videira para o combate de doenças fúngicas, com o passar do tempo, se acumula no solo, principalmente na camada superficial. A capacidade máxima de adsorção de cobre foi proporcional ao teor de matéria orgânica e varia com o valor de pH e de CTC do solo. A resposta das plantas às diferentes concentrações de cobre no solo depende da espécie utilizada e do tipo de solo. Em gramíneas (milho e aveia) e na videira, o cobre se acumulou em maior quantidade nas raízes; na cenoura e no nabo houve maior translocação para a parte aérea. A aplicação de Fe e de Mn via foliar não eliminou nem diminuiu os sintomas de toxidez por cobre. Nas raízes de maior atividade da videira, o maior teor de cobre foi obtido na região apoplástica; nas raízes de nabo, no entanto, o maior teor foi obtido na região simplástica. Altos teores de cobre em solo calcário e arenoso também reduziram a absorção de outros nutrientes pela videira. O aumento na atividade enzimática, possivelmente, reduziu o estresse oxidativo causado pelo metal, e a diminuição pode ser indicativa da insuficiência enzimática para esta proteção. / The repeated use of Bordeaux mixture [Ca(OH)2 + CuSO4] as a fungicide to control vine downy mildew has led to a long-term accumulation of Cu in the topsoils of vineyards throughout the world which may influence on the development of plants, activity of microorganisms, and on chemical properties of the soil. To evaluate the relationship copper-soil-plant, five studies were conducted in laboratory and green house using soils from vine-growing areas of the State of Rio Grande do Sul (RS), Brazil, with and without copper application. In the first study, copper distribution, either in concentration or in forms, was evaluated in different depths in soil samples from areas where copper has been applied and from a native one. In the second, the capacity of five different plant species of growing on two contaminated soils and in one uncontaminated was evaluated. In this study, the use of poultry manure as a mean of controlling the availability of copper to oat plants (Avena strigosa) was also tested. In the third study, the soil maximum sorption capacity was evaluated through Languimir model using soils from the representative vineyard region of RS State. In the fourth study, the use o Mn and Fe via foliar application was tested on Zea mays plants in order to mitigate copper toxicity in sandy soil with high doses of copper added. In the fifth study, the amount of copper present in apoplast and symplast region of roots of highest activity, and the total amount in branches and leaves of grape plants were evaluated. In this study, the effect of high levels of copper in soil on other nutrients absorption, and the catalase and superoxide dismutase enzymes activity were also measured. The results have shown that copper applied to vineyards as fungicide, with time, accumulates in the upper part of the soil. Tha maximum soil sorption capacity was directly proportional to soil organic matter and varied according to pH and CEC values. The plant response to different soil copper concentrations was related to the species and soil type utilized. With grasses (Zea mays and Avena strigosa) and vine, copper accumulated in higher quantities in roots, while in carrot (Daucus carota) and turnip (Brassica rapa) it was transferred to the upper part. The foliar application of iron and manganese did not eliminate nor dimmed the copper toxicity symptoms. In high activity vine roots, copper accumulated in the apoplastic region, meanwhile, for carrot and turnip tubers, the highest concentration was observed in the symplastic region. In a calcaric arenic soil with high amount of copper, the absorption of other essential nutrients was also affected in vine plants. The increasing of enzyme activities with copper increments in soil possibly indicates a reducing oxidative stress caused by this metal. However, excessive concentrations of copper in soil may counteract this effect by leveling or diminishing the enzyme activities.

171 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-05T16:20:08Z No. of bitstreams: 1 TESE de JOSÉ VIEIRA.pdf: 3149916 bytes, checksum: ae97b9529d9f037894f8f11cdb43a595 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-05-09T12:23:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE de JOSÉ VIEIRA.pdf: 3149916 bytes, checksum: ae97b9529d9f037894f8f11cdb43a595 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-09T12:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE de JOSÉ VIEIRA.pdf: 3149916 bytes, checksum: ae97b9529d9f037894f8f11cdb43a595 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES / Catalisadores de cobre, impregnados ou não com cério, suportados em y-Al2O3, hidróxidos duplos lamelares (LDHs) baseados em Mg/Al, e zeólitas (ZSM-5, Y e MCM-22), foram preparados, caracterizados e avaliados com o objetivo de investigar a influência do ambiente químico e das propriedades físico-químicas destes suportes sobre a atividade na reação de oxidação preferencial de monóxido de carbono (PROX). Os catalisadores suportados em y-Al2O3 foram preparados pelos métodos da decomposição térmica e coprecipitação dos nitratos de Cu, Ce, e Al. Os catalisadores suportados nas hidrotalcitas e nas zeólitas foram preparados por troca catiônica. Eles foram submetidos a diversos métodos de ativação e caracterizados por ICP OES, FRX, DRX, FTIR, TPR-H2, TG/DTG, isoterma de adsorção de N2, MEV e teste catalítico na reação de oxidação preferencial e CO em atmosfera rica em hidrogênio com e sem H2O. O catalisador mais ativo, preparado pelo método da coprecipitação dos nitratos (CP), também foi testado na presença de H2O e CO2 e mostrou-se pouco afetado pela presença desses contaminantes. Seu desempenho satisfatório pode ser atribuído às suas propriedades texturais e químicas, e à alta dispersão das fases de cobre no material nanoparticulado do suporte y-Al2O3. A topologia e o ambiente químico gerados pela y-alumina, além das características texturais da sua superfície foram mais favoráveis à dispersão das espécies ativas de e à interação Cu-Ce, o que facilitou a redutibilidade das espécies de Cu. Por outro lado, a bidimensionalidade das LDHs e as topologias MWW, FAU e MFI das zeólitas mostraram-se menos eficazes para a formação e estabilização das espécies ativas de cobre para a reação PROX . / Salvador

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:52:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286038.pdf: 2403954 bytes, checksum: 3f51010238022074689e45b89db18846 (MD5) / Neste trabalho estudo-se a formação de complexos de poli(vinilpiridinas) com íons cobre e tiocianato, e de filmes passivantes sobre eletrodo de cobre em meio contendo poli(2-vinilpiridina) [P2VP] ou poli(4-vinilpiridina) [P4VP] e tiocianato. Os complexos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A interação polímero/metal ocorre pela formação de ligação entre o íon Cu(II) e o átomo de nitrogênio do anel, bem como pela coordenação do ânion tiocianato através do átomo de nitrogênio. A oxidação do cobre resulta na formação de compostos de coordenação depositados sobre a superfície do cobre na forma de filmes, que apresentam características dependentes da estrutura do polímero. Com P2VP foram obtidos complexos com cobre monovalente, enquanto que em meio de P4VP foi observada a formação de complexos com cobre divalente e tiocianato coordenado através do átomo de nitrogênio. Os complexos sintetizados eletroquimicamente e pela mistura física dos componentes mostraram propriedades com relação á estrutura eletrônica, estequiometria do complexo e comportamento térmico similares. Polarização eletroquímica e perda de massa indicaram um aumento da eficiência na passivação com o aumento da concentração do polímero, com efeito mais pronunciado para o P2VP. A capacidade dos filmes obtidos com P4VP em promover a inibição da corrosão do cobre em meio de H2SO4 0,1 mol L-1 foi estudada através das técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica, voltametria cíclica, de microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica. Verificou-se um aumento substancial na resistência de corrosão das amostras de cobre revestidas por P4VP em comparação com o cobre sem revestimento, dependente do tempo de imersão e concentração de P4VP. / In this study was evaluated the properties of poly(vinylpyridines)/copper and thyochyanate ions complexes, and the grown films on copper surfaces in poly(2-vinylpyridine) [P2VP] or poly(4-vinylpyridine) [P4VP] and thyocyanate media. The complexes were characterized through infrared spectroscopy, thermogravimetric (TG) and differential scanning calorimetric (DSC). The polymer/metal interaction occur through pyridine/Cu(II) bond formation and the thyocyanate ion were coordinated to metal as N-linked. The influence of the monomeric unit structure of P2VP and P4VP on the growth of poly(vinylpyridines)/copper-based films on copper surface was studied by electrochemical, infrared and electronic spectroscopy, and thermogravimetric methods. The characteristics of such polymer-metal complexes were markedly isomer-dependent. Cu(I)/P2VP/SCN- were obtained in the presence of P2VP, whereas the formation of Cu(II)/P4VP/SCN- was observed in the presence of P4VP and the nitrogen-coordinated thyocyanate. The electrochemically synthesized complexes and obtained with physical mixture of the components shows similar electronics, stoichiometric, and thermal properties. Electrochemical polarization and mass loss studies showed that the films acting as protective barriers against aggressive media, more effective to P2VP than P4VP. The ability of P4VP films to improve the copper corrosion properties in 0.1 mol L-1 H2SO4 was studied, through electrochemical impedance, cyclical voltammetry, infrared spectroscopy, electronic and optical microscopy. A substantial increase in corrosion resistance of copper samples spontaneously coated by P4VP films was found in comparison to the uncoated ones, dependent of the time of immersion and P4VP concentration.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290247.pdf: 3069944 bytes, checksum: c6281b86b2ad046fcdd8f827e161a229 (MD5) / Ligantes triaminas cíclicas, tais como o 1,4-diazepan-6-amina (daza), conseguem estabilizar centros metálicos em uma esfera de coordenação bem definida e por isso vem sendo utilizados para modelar sítios ativos de metaloenzimas. Os novos complexos [Cu(Hdaza)Cl]Cl.H2O (1), [Cu(daza)2](ClO4)2 (2) e [Cu(Hdazap)Br2]ClO4 (3), onde dazap = 1,4-diazepan-6-(N-aminopropil)amina, foram síntetizados e caracterizados por uma variedade de técnicas. O anel orgânico daza apresentou a capacidade de se coordenar ao centro metálico tanto de forma bidentada quanto tridentada. O complexo 1 mostrou-se efetivo tanto na hidrólise do 2,4-bdnpp com KM = 0,00232 mol L-1 e kcat = 2,27 x 10-3 s-1 (pH 9 a 20 °C) quanto na oxidação do 3,5-dtbc com KM = 0,00197 mol L-1 e kcat = 3,11 x 10-2 s-1 (pH 6,5 a 25 °C) apresentando portanto promiscuidade catalítica. O perfil de pH vs velocidade da reação de hidrólise indicou um pKa de 7,22 para a desprotonação da água coordenada ao metal gerando assim, a espécie catalítica. Os estudos cinéticos aliados aos estudos espectroscópicos e potenciométrico em solução aquosa de 1, evidenciaram a presença de um equilíbrio monômero dímero dependente de pH, sendo o monômero a espécie catalítica. Os parâmetros de ativação H = 64,08 kJ mol-1 e S = - 77,31J mol-1 K-1 da reação de hidrólise são consistentes com um mecanismo concertado com um caráter associativo considerável.