Ingeniera Civil Química / Ingeniera Civil en Biotecnología / El presente trabajo tiene por objetivo el estudio de la acción catalítica del microorganismo termófilo moderado Sulfobacillus acidophilus en la biolixiviacion de calcopirita a 45ºC, con el fin de demostrar una mayor tasa de recuperación de cobre al elevar la temperatura de operación. Con este objeto, se realizó un estudio comparativo de la biolixiviación de calcopirita por un microorganismo mesófilo Acidithiobacillus ferrooxidans y el microorganismo Sulfobacillus acidophilus. El estudio consistió en la biolixiviación de un concentrado de calcopirita en frascos agitados a 30 y 45ºC para los cultivos mesófilo y termófilo moderado, respectivamente. Los frascos fueron monitoreados periódicamente por un periodo de 648 horas, para la medición de Eh, pH, Fe(II) y Fe total en solución, fierro precipitado, sulfato y cobre en solución. Las poblaciones de bacterias de ambos microorganismos (planctónicas y adheridas a los minerales) se cuantificaron utilizando tinción con DAPI y su evaluación en un microscopio de epifluorescencia. Además, mediante el análisis de los datos obtenidos de cobre en solución se determinaron las tasas de recuperación, y las respectivas etapas controlante del proceso según el modelo del núcleo sin reaccionar. Los resultados mostraron para ambas cepas una alta capacidad de adherencia sobre la calcopirita de aproximadamente 85%. Sin embargo, el porcentaje de recuperación de cobre y el tiempo de disolución total de la calcopirita () muestra una diferencia apreciable entre los cultivos. Se obtuvo un porcentaje de recuperación de 7,3% y 13,3% y valores de  de 20.833 y 6.944 días para A. ferrooxidans y S. acidophilus, respectivamente. Los resultados obtenidos permiten concluir que S. acidophilus no fue capaz de aumentar la tasa de recuperación de cobre, lo que se evidenció por obtener una tasa menor a la obtenida en el experimento control (sin microorganismo), a la misma temperatura de estudio. Esto debido a la mayor precipitación de jarositas en el cultivo inoculado, lo que pasivó el mineral. Estos resultados darían cuenta que los experimentos con S. acidophilus corresponderían a una lixiviación química y el aumento de éste rendimiento se atribuye al aumento de la temperatura de 30 a 45ºC, lo que aceleraría la reacción química.

La tesis denominada "Tratamiento de Remediación de Efluentes Metalúrgicos con énfasis en el abatimiento de Cobre con Dolomita", muestra el proceso de Tecnología de Limpieza como una alternativa de solución en la remediación de efluentes metalúrgicos con el empleo de la dolomita calcinada y sin calcinar, mediante Pruebas Metalúrgicas Experimentales se logro reducir las concentraciones del ión de cobre disuelto presente en los Efluentes provenientes del Proceso Metalúrgico de Flotación de la Planta Concentradora de la UNI, al cual se denominará “EFLUENTE METALÚRGICO UNI” y el Efluente Metalúrgico de la Solución de Sulfato de Cobre, que denominaremos “EFLUENTE METALÚRGICO UNMSM”, el cual fue generado a nivel Laboratorio por la Lixiviación del Mineral Tostado de Calcopirita. De este modo, la aplicación del Tratamiento de Remediación tuvo como objetivo lograr que ambos efluentes metalúrgicos tratados con dolomita presenten altos porcentajes de reducción con mínimas concentraciones de cobre, los cuales son indicadores de una mejora en el Proceso de Tratamiento de Efluentes Metalúrgicos provenientes principalmente de procesos metalúrgicos de plantas concentradoras. En la presente Tesis, se empleo el mineral de la dolomita, el cual es un mineral no metálico de carbonato doble de calcio y magnesio (CaCO3.MgCO3), que se comporta como un efectivo reactivo de remediación, debido a las propiedades fisicoquímicas siendo una de ellas la neutralización de los metales pesados donde se verifica que, es mas eficiente que, la cal para neutralizar la capacidad de generación de acidez que poseen los metales pesados. Los resultados la presente Tesis nos permite afirmar que el peso óptimo de la Dolomita Comercial de Agregados Calcáreos es de 2 g. en estado sin calcinar donde se determino que para un volumen de efluente metalúrgico de flotación de 100ml, la concentración inicial de 0,269 g/L (269 ppm) se redujo hasta el valor de 0,007 g/L (7 ppm), con un porcentaje de reducción de 97.39%., en un tiempo óptimo de 20 minutos. Cabe resaltar que la dilución S/L es de 2/100 y se aplico una velocidad de agitación de la mezcla (dolomita y efluente metalúrgico) de 700 RPM.

El presente proyecto de investigación a nivel laboratorio tiene por objetivo caracterizar y evaluar los parámetros significativos de operación en los procesos de Lixiviación (LIX), extracción por solvente (SX) y la electroobtención (EW) a fin de obtener cobre fino. El mineral de cabeza utilizado en las pruebas, es un sulfuro de cobre (calcopirita asociado con escalerita y pirita), para poder lixiviarlos se hizo una tostación oxidante a 650 °C. Luego la calcina producida con un Ley de cobre de 4.48%, fue sometida a una lixiviación ácida (10 g/l H2SO4). Se obtuvo un PLS de una concentración de 8.1 g/l a partir de la lixiviación de la calcina de cobre. En las pruebas de extracción por solvente (SX) se empleó el LIX 612N-LV, de elevada selectividad del Cu2+ obteniéndose en la etapa de reextracción una solución acuosa de más de 27 gr/l Cu y otra de más de 46 g/l Cu. Estas soluciones concentradas fueron utilizadas como electrolito en la electroobtención de cobre (EW), los electrodos empleados son de Pb-Sn (ánodo) y Acero AISI 316-L (cátodo). La calidad del cobre electro obtenido fue de 99.969 %, bajo condiciones de operación similares utilizadas a nivel industrial. Sin embargo los elementos críticos (S, Fe, Pb) que determinan la calidad del cátodo de cobre de GRADO 1 COMEX sobrepasaron los límites aceptados. Debido en gran medida a las limitaciones del laboratorio, los arrastres físicos incurridos en las etapas de extracción por solventes (SX) y electro-obtención (EW). Sin embargo la calidad del cobre producido es valida para otras aplicaciones que no sean conductores eléctricos, como piezas de aleaciones no ferrosas

El proyecto minero que circunscribe esta investigación es el proyecto Tantahuatay, el cual se localiza en el departamento de Cajamarca, Perú. En los últimos años, el proyecto atraviesa su fase de explotación mediante el método de operación de tajo abierto. Las actividades de operaciones en mina contemplan la extracción del mineral, disposición de desmonte de mina, lixiviación del mineral y procesamiento del mismo. Para garantizar el continuo desarrollo de las operaciones mineras, es fundamental la construcción o ampliación de las plataformas de lixiviación. Actualmente, el proyecto enfrenta un problema de área insuficiente de plataformas de lixiviación construidas, es por ello que se necesita ampliar el área para alcanzar los objetivos de procesamiento de mineral que la mina tiene proyectado para el periodo 2016 - 2017. En esa línea, la compañía minera ha iniciado la construcción de una plataforma de lixiviación, cuyo objetivo consiste en satisfacer la necesidad de área de plataformas de lixiviación y no afectar al normal desarrollo de las operaciones en mina. En líneas generales, la construcción de la plataforma de lixiviación, en las fases denominadas 3 y 3A, será el eje fundamental para el desarrollo de la presente tesis. La misma que se basará y sustentará en la documentación técnica y económica del proyecto, de igual modo la investigación se fundamentará en la experiencia adquirida durante la etapa de licitación y construcción del proyecto. En el desarrollo de la presente tesis, se describirá el proyecto propuesto por la compañía minera y bajo los lineamientos del proyecto se planteará el método constructivo para la ejecución de la obra. Asimismo, se elaborará un cronograma de construcción, de tal manera que se pueda definir el tiempo de ejecución de la obra. Además, se realizará el análisis de costo de las partidas con mayor incidencia, a fin de determinar el presupuesto del proyecto. Finalmente, a partir de la construcción de un proyecto se obtienen parámetros económicos y de plazo que son útiles para la construcción de proyectos similares en el futuro. Bajo esta premisa, se determinará ratios de costo y plazo para la construcción de una plataforma de lixiviación, en base a los resultados cronograma y presupuesto del proyecto. / Tesis

En el presente trabajo se muestran los resultados sobre la mejora de las propiedades físicas y químicas de las hojas de caña de azúcar (HCA) por medio del lavado o lixivición (pre-tratamiento físico), lo cual hace factible su empleo en procesos de aprovechamiento energético como lo es la co-combustión. En primer lugar se procedió a ubicar las HCA dentro de la clasificación de las biomasas para obtener su caracterización físico-química en un ámbito global, con el fin de poder predecir su comportamiento en un proceso de co-combustión. Dentro de las características favorables resaltan su gran porcentaje de materia volátil y bajo contenido de nitrógeno (menores emisiones de óxidos nitrosos). Sin embargo, las HCA presentaron ciertas desventajas; como por ejemplo, su baja densidad (31.18 kg/m3) y su alto contenido de álcalis (índice de álcali = 0.75 e índice de fouling = 7.93); los cuales acarrean problemas operacionales como la corrosión, incrustaciones (fouling) y escorias (slagging). En la PUCP, el Grupo Carbón-Biomasa se encuentra estudiando la efectividad del proceso de lavado en la remoción de los metales alcalinos de las biomasas residuales secas. En este trabajo se aborda la aplicación de la técnica para las siguientes condiciones: uso de agua destilada, temperatura del lavado a 80°C y el tiempo de residencia de 30 minutos. Se analizaron nueve combinaciones; estudiando el impacto de la granulometría (Granulometrías: 1.18mm < HCA < 2.36mm; 2.36mm < HCA < 4.75mm; 4.75mm < HCA < 9.5mm) y la concentración sólido/líquido (Cw = 2.5%, 3.3% y 5%) en el rendimiento de dicho método. Se utilizó como medida de la efectividad del proceso de remoción, a la conductividad eléctrica del agua residual, con lo que se buscó inferir el grado de extracción de álcalis de las HCA; a mayor conductividad eléctrica en el agua residual, mayor cantidad de álcalis fueron sustraídos. Lo cual resultó, que en el rango de trabajo la granulometría afectaba de manera mínima la conductividad eléctrica; caso contrario de la concentración, siendo la Cw=5% la más efectiva. Dichos estudios fueron corroborados por medio de los análisis hechos a las HCA lavadas, donde resalta la reducción de los álcalis y el aumento del poder calorífico. / Tesis

Tesis para optar al grado de Magíster en Minería / La minería enfrentará en el futuro nuevos y distintos desafíos, siendo una de las principales dificultades no el agotamiento de los recursos, sino la falta de tecnologías adecuadas y a tiempo que permitan la recuperación de metales desde depósitos de baja ley. El aumento de los costos capitales y operacionales experimentados por la industria, dificulta la extracción de cobre de manera económicamente eficiente. Esto ha llevado a la búsqueda constante de nuevas tecnologías que complementen o reemplacen los métodos de explotación convencional y que permitan recuperar metales a menores costos. Con este objetivo se busca desarrollar los fundamentos de un nuevo método: la Minería in situ (MIS), método que integra la minería convencional y la lixiviación in situ (LIS). Esperando mejorar de esta forma la recuperación metalúrgica observada en LIS mediante la incorporación de parámetros mineros y el control de variables metalúrgicas como: temperatura, aireación y la compresión/extracción de material en la Minería in situ. Para la evaluación de estas variables en la recuperación de cobre, un modelo de laboratorio y un protocolo experimental fueron desarrollados. Las pruebas realizadas a minerales sulfurados de cobre, indican que la eficiencia de lixiviación disminuye con la compresión del material (de 19.9% obtenido en el caso base a un promedio de 14.9%) y aumenta con el alza de la temperatura y más aún con la aireación (de 19.9% a un 29.8% y 33.8% respectivamente). En cuanto al efecto de la extracción de material, no se obtienen resultados concluyentes. A partir de los resultados experimentales obtenidos, se concluye que la compresión debiese ser considerada en el dimensionamiento de los caserones. Caserones de mayor altura, implicarían una mayor compresión del mineral contenido, reduciendo la permeabilidad y la eficiencia de la lixiviación. Por otro lado, los beneficios de la temperatura y de la aireación debiesen incorporarse mediante el proceso de calentamiento de la solución lixiviante y a través de la operación de ventilación. Con el fin de comparar en términos económicos MIS y la minería convencional, se consideró un caso de estudio de Sublevel Stoping (SLS). Los costos e inversiones de MIS fueron estimados a partir del caso de estudio y de benchmarking de procesos de lixiviación, mientras que las recuperaciones metalúrgicas empleadas fueron estimadas a partir de los resultados experimentales utilizando el modelo cinético del núcleo sin reaccionar. De acuerdo a la evaluación realizada, MIS efectivamente registra costo mina, planta e inversiones inferiores a la minería convencional. En el caso estudiado, con una recuperación metalúrgica de MIS de 30% el primer año y de un 60% máximo, MIS y SLS presentan un VAN cercano a los 61 MUS$. De mantener el límite de recuperación, pero aumentar la recuperación de MIS en el tiempo mediante la aplicación de aire, el VAN alcanza los 77.9 MUS$ (incremento de 27.9%). De acuerdo a lo anterior y al análisis de sensibilidad realizado, el VAN de MIS es más sensible a la recuperación metalúrgica que a los costos. Lo que hace posible maximizar el VAN mediante el incremento de la recuperación aun cuando las operaciones requeridas para esto, impliquen el alza de los costos operacionales y capitales. Sin embargo, esta relación entre costos, recuperación y VAN no es constante en el tiempo ni equivalente entre distintos depósitos ya que depende de la cinética de lixiviación. La relación entre estos parámetros será variable considerando que existe un límite máximo de recuperación. Este límite deberá ser definido con el objeto de establecer el límite de costos bajo el cual es posible maximizar el beneficio de MIS.

Ingeniera Civil en Biotecnología / Ingeniera Civil Química / Este trabajo se enmarca en el contexto de la creciente industria de los fertilizantes fosfatados y su principal materia prima el ácido fosfórico, este ácido se obtiene en su mayor parte del ataque vía húmeda de la roca fosfórica con ácido sulfúrico. El presente trabajo contribuye al estudio de viabilidad y factibilidad de biolixiviación de fosfatos requerido por la empresa minera VALE S.A. El objetivo principal es estudiar la toxicidad que puedan presentar algunos de los distintos iones presentes en la solución obtenida de la lixiviación química de una muestra de mineral fosfatado, sobre la cepa Sulfobacillus thermosulfidooxidans. Se realizó un primer estudio de la toxicidad de los iones presentes en la solución obtenida de la lixiviación química, ajustada a 3 diferentes pH que se encuentran dentro del rango de operación del pH en pilas de lixiviación: 1,4; 1,8 y 2,03 . A estos cultivos se les monitoreó el pH, concentración de ion sulfato, concentración de ácido sulfúrico y se hizo recuento de células con el marcador fluorescente DAPI. De este estudio se concluyó que el crecimiento y actividad bacteriana fueron completamente inhibidos. Además se identificaron como posibles inhibidores el ion sulfato y el ion fosfato, iones que se encuentran en altas concentraciones. Un segundo estudio de biooxidación de azufre se realizó en presencia de concentraciones de ion sulfato crecientes, como sulfato de potasio (K_2 SO_4 ) con pH inicial 2,3. El objetivo fue determinar las concentraciones críticas de este ion a las que la actividad bacteriana se reduce al 50% y a la que es completamente inhibida. De este estudio se concluye que con una concentración de 70 mM de sulfato de potasio, la conversión de azufre elemental a ácido sulfúrico por parte de las bacterias se ve reducido al 50% de la conversión en un medio basal en ausencia de la sal. Y a los 200 mM de sulfato de potasio, la conversión se ve inhibida completamente. Finalmente, se realizó un estudio preliminar de la actividad bacteriana en presencia de una concentración de 12 [g⁄L] de ion fosfato y pH 2,3. Al cual se le monitorea solo la evolución del pH. Este estudio permite inferir que esta concentración resultaría tóxica para las bacterias, resultado que necesita ser confirmado mediante un estudio más exhaustivo.

La tesis denominada "Tratamiento de Remediación de Efluentes Metalúrgicos con énfasis en el abatimiento de Cobre con Dolomita", muestra el proceso de Tecnología de Limpieza como una alternativa de solución en la remediación de efluentes metalúrgicos con el empleo de la dolomita calcinada y sin calcinar, mediante Pruebas Metalúrgicas Experimentales se logro reducir las concentraciones del ión de cobre disuelto presente en los Efluentes provenientes del Proceso Metalúrgico de Flotación de la Planta Concentradora de la UNI, al cual se denominará “EFLUENTE METALÚRGICO UNI” y el Efluente Metalúrgico de la Solución de Sulfato de Cobre, que denominaremos “EFLUENTE METALÚRGICO UNMSM”, el cual fue generado a nivel Laboratorio por la Lixiviación del Mineral Tostado de Calcopirita. De este modo, la aplicación del Tratamiento de Remediación tuvo como objetivo lograr que ambos efluentes metalúrgicos tratados con dolomita presenten altos porcentajes de reducción con mínimas concentraciones de cobre, los cuales son indicadores de una mejora en el Proceso de Tratamiento de Efluentes Metalúrgicos provenientes principalmente de procesos metalúrgicos de plantas concentradoras. En la presente Tesis, se empleo el mineral de la dolomita, el cual es un mineral no metálico de carbonato doble de calcio y magnesio (CaCO3.MgCO3), que se comporta como un efectivo reactivo de remediación, debido a las propiedades fisicoquímicas siendo una de ellas la neutralización de los metales pesados donde se verifica que, es mas eficiente que, la cal para neutralizar la capacidad de generación de acidez que poseen los metales pesados. Los resultados la presente Tesis nos permite afirmar que el peso óptimo de la Dolomita Comercial de Agregados Calcáreos es de 2 g. en estado sin calcinar donde se determino que para un volumen de efluente metalúrgico de flotación de 100ml, la concentración inicial de 0,269 g/L (269 ppm) se redujo hasta el valor de 0,007 g/L (7 ppm), con un porcentaje de reducción de 97.39%., en un tiempo óptimo de 20 minutos. Cabe resaltar que la dilución S/L es de 2/100 y se aplico una velocidad de agitación de la mezcla (dolomita y efluente metalúrgico) de 700 RPM.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Busca satisfacer la demanda de un método alternativo para el transporte de calcina en una planta de refinería de zinc, generando la menor cantidad de polución y minimizando la contaminación del medio ambiente. Suministra un sistema de transporte de reservas de calcina desde la Sección 10 hacia la Sección 40, transporte libre de contaminación, pero con un rendimiento similar al obtenido con el método tradicional. Realiza el cálculo de los parámetros requeridos para la selección de un sistema de transporte neumático de calcina mediante el método de succión. / Trabajo de suficiencia profesional

En este trabajo se estudió la cinética de disolución de pirita por ion férrico a través de técnicas electroquímicas aplicadas sobre electrodos fabricados a partir de partículas de pirita. Mediante estas técnicas se logró determinar por separado las expresiones para la oxidación de la pirita y la reducción del oxidante, e identificar la dependencia del potencial mixto y la corriente de corrosión respecto del pH y la concentración de fierro en solución. La metodología consistió en la utilización de una celda electroquímica de tres electrodos para obtener curvas corriente-potencial a través de barridos lineales de potencial, para los casos de pirita en soluciones con y sin presencia de fierro. Además, se determinó los potenciales mixtos medidos en forma estacionaria para soluciones con distinta concentración de fierro total, ion férrico e ion ferroso. Las condiciones de operación que se utilizaron fueron temperatura: entre 10ºC y 44ºC, pH: 1,32, 1,54 y 1,80, concentración de ion férrico: entre 0,002 y 0,190 M, concentración de ion ferroso: entre 0,001 y 0,169 M. En todos los casos estudiados se utilizó burbujeo de nitrógeno para asegurar la ausencia de oxígeno de modo que el ion férrico fuese el único agente oxidante del sistema. Se observó que la velocidad disminuye con el aumento del pH y de la concentración de ion ferroso, y aumenta con el incremento de la concentración de ion férrico. De estos factores, aquel que más influye sobre la velocidad de lixiviación es la razón férrico/ferroso, específicamente su aumento o en otras palabras que aumente la concentración de férrico y/o disminuya la concentración de ferroso, dado que afecta el valor del potencial mixto y, a su vez, el valor que alcanza la corriente de corrosión. En base a los resultados obtenidos la velocidad de lixiviación de pirita se pudo expresar de acuerdo a la siguiente expresión: en donde está expresado en (mol cm-2 s-1), corresponde a la constante de velocidad de disolución anódica de pirita (10-6,37 [A (L/mol)-0,21 cm-2), +3 corresponde a la constante de velocidad de la reducción de ion férrico y +2de la oxidación de ión ferroso sobre pirita (10-0,17 y 10-2,56 [A (L/mol)1,10 cm-2] respectivamente), y F es la constante de Faraday.