| dc.contributor | Cisternas, Luis | |
| dc.contributor | Moreno, Luis | |
| dc.contributor | Universidad de Antofagasta | |
| dc.creator | Ordóñez-Contreras, Javier Ignacio | |
| dc.date | 2017-04-06T21:28:13Z | |
| dc.date | 2022-08-19T19:24:52Z | |
| dc.date | 2017-04-06T21:28:13Z | |
| dc.date | 2022-08-19T19:24:52Z | |
| dc.date | 2015 | |
| dc.date | 2013 | |
| dc.date.accessioned | 2023-08-22T05:35:50Z | |
| dc.date.available | 2023-08-22T05:35:50Z | |
| dc.identifier | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ | |
| dc.identifier | https://hdl.handle.net/10533/181726 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8324770 | |
| dc.description | El caliche es un mineral compuesto por una alta proporción de especies solubles en agua
que se encuentra naturalmente presente en el norte de Chile, en las regiones de Tarapacá y
Antofagasta. Los productos más importantes que se obtienen de este mineral son: nitratos y
yodo. El nitrato es empleado para la fabricación de fertilizantes y el yodo en aplicaciones
médicas y tecnológicas. Chile es el principal productor de yodo y nitratos naturales en el
mundo.
Para la producción de estos recursos, el caliche es lixiviado tanto en bateas como en pilas
dependiendo de la ley y granulometría del mineral. En el caso de la lixiviación en pilas, este
consiste en la irrigación con agua o soluciones recirculadas en la parte superior y el líquido
obtenido es llevado a una planta de extracción de yodo, donde el yodato es transformado a
yodo metálico y subsecuentemente a pozas de evaporación para obtener nitrato de sodio
cristalizado.
Las operaciones mineras que explotan caliche se distribuyen exclusivamente en el norte de
Chile, lugar donde la disponibilidad de agua fresca es baja, por lo que las compañías han
tenido que desarrollar sus procesos en lugares con escasez hídrica. Sin embargo, esta
condición tiene un límite, puesto que para mantener los niveles de productividad ante el
decrecimiento gradual de las leyes hay que aumentar los volúmenes de explotación de
caliche y por consiguiente, de agua requerida. Esto ha repercutido en la necesidad de buscar
nuevas fuentes de agua que hagan frente a la creciente demanda. Como una alternativa que
ha sido estudiada y paulatinamente incorporada por las compañías está el agua de mar, que
ha demostrado ser compatible con el procesamiento hidrometalúrgico del caliche.
La generación de modelos que representen la lixiviación en pilas de minerales ha sido una
herramienta habitualmente empleada tanto para el entendimiento de los fenómenos
involucrados como para la búsqueda de soluciones de manejo óptimos. El desarrollo de
modelos matemáticos para pilas de lixiviación se ha concentrado mayoritariamente en
minerales metálicos, tales como: oro, plata, cobre y cinc, mientras que para caliche la
información es escasa.
Los fenómenos de disolución de las especies solubles del caliche obedecen a reacciones
basadas en las solubilidades, mientras que para los minerales metálicos las reacciones
están gobernadas por óxido-reducción. Esta diferencia establece otras variaciones que
hacen de la modelación de las pilas de lixiviación de caliche un sistema complejo, tales como
la disminución gradual del tamaño de las partículas y, por tanto, de toda la pila y la
disolución simultánea de distintas especies a distintas velocidades.
La contribución de esta tesis se enmarca en tres grandes ejes, los que son: 1) pruebas
experimentales escala piloto de lixiviación de caliche, incorporando el agua de mar como uno
de los lixiviantes, 2) modelación fenomenológica basada en principios fundamentales para la
disolución de especies solubles del caliche y 3) modelación híbrida de la lixiviación de
caliche basada en términos empíricos junto con conceptos fenomenológicos.
Los resultados más destacables de este trabajo responden a los objetivos planteados. Con
respecto a los experimentos se establecieron los comportamientos de disolución para las
especies que forman el caliche y cómo estos se ven afectados por parámetros operacionales
como la tasa de riego, altura inicial de columna y agente lixiviante, siendo el primero y último
los más relevantes. El modelo fenomenológico desarrollado para especies solubles describió
de forma precisa la disolución de nitrato y yodo en base al concepto de multi-tanques bien
agitados en serie. Por otra parte, la modelación híbrida estimó las recuperaciones de los
iones más importantes del caliche de manera satisfactoria a través de una definición
multiescala de la pila de lixiviación. A partir de las observaciones experimentales se encontró
que determinados iones interactúan, trayendo consigo la precipitación de sulfato de sodio
como consecuencia del efecto de ion común. Este fenómeno fue modelado a través de una
expresión fenomenológica que considera los productos de solubilidad para un sistema
simplificado de 3 minerales. Este modelo se ajustó en gran medida a los valores de
concentración experimentales obtenidos en las columnas de lixiviación.
Estos resultados revisten un importante aporte al conocimiento sobre la lixiviación de caliche
en pilas, puesto que la información científica y de dominio público disponible acerca de la
modelación y experimentación de la lixiviación de caliche en pila es escasa. | |
| dc.description | PFCHA-Becas | |
| dc.description | Ph.D. in Mineral Process Engineering | |
| dc.description | 72p. | |
| dc.description | PFCHA-Becas | |
| dc.description | TERMINADA | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | spa | |
| dc.relation | instname: Conicyt | |
| dc.relation | reponame: Repositorio Digital RI2.0 | |
| dc.relation | instname: Conicyt | |
| dc.relation | reponame: Repositorio Digital RI2.0 | |
| dc.relation | handle/10533/108040 | |
| dc.relation | info:eu-repo/grantAgreement/PFCHA-Becas/RI20 | |
| dc.relation | info:eu-repo/semantics/dataset/hdl.handle.net/10533/93488 | |
| dc.rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.title | Mathematical modelling of caliche heap leaching | |
| dc.type | Tesis Doctorado | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | |
| dc.type | Tesis | |
| dc.coverage | Antofagasta | |
