Laboratorio de Investigación de Procesos
Encargados de Laboratorio: María Elisa Taboada/Teófilo Graber/Pía Hernández/Yecid Jiménez
Descripción
El Laboratorio de Investigación de Procesos (LIP) es parte del Departamento de Ingeniería Química y Procesos de Minerales de la UA. La unidad está especializada en estudios relacionados a procesos de la minería. En el LIP se desarrolla investigación de frontera en cristalización, equilibrio de fases de sistemas multicomponentes, extracción líquido-líquido y lixiviación. En parte de estas áreas, se utilizan sales industriales existentes en la zona, uso sustentable de agua de mar y de energía solar en procesos de minerales, tanto para la pequeña como para la gran Minería.
La investigación se desarrolla con financiamiento proveniente de diferentes fondos concursables de instituciones gubernamentales y privadas, tales como ANID, Ministerio de Educación, Gobierno Regional mediante el Fondo para la Innovación y Competitividad Regional (FIC-R), así como del sector industrial.
Producto del trabajo realizado por el laboratorio, en los últimos cinco años se han publicado más de 30 artículos de investigación científica en revistas especializadas de corriente principal de USA y Europa. En ese período, se han realizado más de 15 trabajos de investigación y asesorías a industrias de la zona.
Trabajos a la industria: Son numerosos también los trabajos realizados a la industria, cubriendo las áreas de cristalización, equilibrio de fases, filtración, sedimentación, determinaciones de propiedades físicas y termodinámicas, lixiviación con agua de mar para diferentes empresas como: Codelco Chile División Chuquicamata, Empresa Minera Mantos Blancos, Minera Centinela, SQM, Molymet S. A., Cosayach Ltda., Minera Yolanda, Minsal S. A., Minera ACF Ltda., XSTRATA, Servicios Mineros Carlton, ENAEX, Rockwood Lithium, SKM Minmetal, Lithium Americas Corp., entre otras.
Equipamiento e Instrumentos
-Reactor Calorimétrico, Mettler, modelo RC1: Permite estudiar procesos de reacción química, de cristalización, lixiviación, etc. Equipo altamente automatizado y controlado vía computador que permite realizar pruebas controlando temperatura, agitación, perfil de enfriamiento-calentamiento y dosificación de cosolvente. Mide en línea una gran cantidad de variables como: temperatura, velocidad de agitación, pH, transmitancia, flujo de reactivos.
-Sistema PVM, Mettler, modelo V819: útil para ver y guardar en tiempo real imágenes de microscópica de cristales, partículas y gotas de un proceso. Dimensión mínima de diámetro 19 mm, lo cual facilita su instalación en reactores de volumen menos de 250 ml y hasta más de 2L. Resolución de calidad microscópica de 2μm.
-Sistema de caracterización de partículas, Mettler, modelo G400: entrega en tiempo real la distribución de tamaños de cristales, gotas, burbujas y partículas en procesos como cristalización, molienda húmeda, homogenización de suspensiones y emulsiones. Rango de tamaños 0.5 a 2000μm, rango de velocidades 19mm a 1.2 m/s, dimensiones 89mmx492mmx237mm. Tiene incorporado un software iC FBRM 4.3 para el registro y tratamiento de los datos. Puede operar conjuntamente con el sistema PVM en reactores de tamaño menor de 50 ml y hasta más de 2 L.
-Unidad de Cristalización: Provista de cristalizadores de dos, cuatro y quince litros, con sistema de refrigeración con control de temperatura en ± 0.1 °C, sistema de agitación con control de revoluciones y bombas de diafragma con control de flujo computarizado. Esta unidad puede operar en forma batch o continua con los diferentes cristalizadores.
-Tensiómetro, LAUDA TD 3: mide tensión superficial e interfacial.
-Equipo para Equilibrio de Fases Sólido-Líquido: Unidad de 80 litros de capacidad provista de sistema de calefacción y refrigeración con control de temperatura de ± 0.1 °C, con canasta rotatoria con 14 frascos de muestras de 50 a 300 ml.
-Reómetro programable de cono placa BROOKFIELD Modelo DV-III, SPINDLE CP-40 (viscosidad): Rangos de viscosidad de 0,1 y 13,000 mPa•s (cP), rangos de temperatura de 0 a 100 °C y precisión de 0,01 cp.
-Unidad de Equilibrio de Fases Líquido-Líquido y Sólido-Líquido: Consta de un baño termostático de 20 L, con canasta rotatoria para 6 y 8 frascos de 50 y 90 ml. Trabaja en un rango de temperatura de 5 a 90 °C. Precisión: 0,1 °C.
-Centrífuga Refrigerada, modelo Universal 32R: Máxima RPM/RCF: n = 18,000 min-1 /RCF 23,907. Rango de Temperatura: -20 a +40 °C. Capacidad: 4 x 100 ml.
-Densímetro Digital, METTLER TOLEDO Modelo DE50. Rangos de Medición 0,00001 a 3 g/cm3. Precisión 0,00005. Repetibilidad 0,00001. Control de temperatura Peltier, de 4 a 70 °C y una precisión de 0,01 °C.
– Densímetro Tester, ELECTROLAB, Modelo ETD-1020. La unidad ofrece una sencilla y medio de medición de la densidad aparente de polvos, granulados, pellets, escamas y otras sustancias a granel. Rangos de medición: 14 a 3 mm de elevación.
-Refractómetro, METTLER TOLEDO Modelo RE40. Rangos de medición 1,3200 a 1,7000 nD. Precisión 0,0001. Repetibilidad 0,0001. Resolución 0,0001. Control de temperatura Peltier, de 15 a 70 °C y una precisión de 0,1 °C.
-Conductivímetro, ORION Modelo 170. Rangos de conductividad de 0,00 mS/Cm hasta 1999 mS/Cm, salinidad de 0,0 hasta 70,0 ppt y temperatura de -5 hasta +90 °C.
-Viscosímetro, Modelo AVS-310 SCHOTT GERATE: Unidad de medición de viscosidad controlada por un microprocesador, SCHOTT, modelo AVS-310, con bomba de diafragma para control de nivel. Calibrado para mediciones automáticas y software de registro.
-Evaporador rotatorio, Modelo W2000. Este equipo está compuesto por un Evaporador que funciona con un motor de condensador controlado electrónicamente en un rango de velocidad de 20 – 250 RPM, y con un torque de 150 Nem.
-Titulador, Mettler, Modelo DL31, para análisis de agua. Rango de medición, pocos ppm hasta 100 % agua.
-Unidad para medición de coeficientes de difusión líquido- líquido, marca ARMFIELD. Provisto de un sistema de adquisición de datos.
-Unidad de determinación de coeficientes de actividad de electrolitos, marca KEITHLEY.
-Microscopio Axio Lab. A1 diseñado para la aplicación de análisis de materiales. Dispone de fototubos binoculares que permiten el montaje de ya sea una cámara de microscopio, una cámara réflex, una cámara digital o una videocámara para la documentación de las imágenes. Regulación de la fuente luminosa 0.5 hasta 12 V, longitudes de onda 540-580 nm, Mando macrométrico 4 mm/vuelta, mando micrométrico 4 μm y carrera 30 mm.
-Balanza Analítica, SHIMADZU, AUX220. Rango de medición 0.1mg a 220 g. Reproducibilidad menor a 0.1 mg. Tiempo de respuesta 3s.
– Columnas de lixiviación de 120 cm altura y 15 cm diámetro; y otras de 40 cm altura y 10 cm diámetro.
Proyectos en desarrollo
-Fondecyt regular: Copper ores and concentrate leaching in acidic and chloride media using nitrates and iodized salts.
-Fondecyt regular: Green solvents as an alternative to recover precious metals from printed circuit board: towards a better understanding of the extraction process.
-ANID FOVI: Avances en la destilación por membranas (MD), su aplicación en el tratamiento de efluentes mineros y su valorización.
-ANID FOVI: Solventes verdes y su aplicación en procesos de minerales. Potenciando capacidades.
-CORFO: Generación de estándares técnicos y económicos habilitantes para la generación de la industria de segunda vida de módulos fotovoltaicos en Chile.
Alumnos tesistas
-Trabajan en LIP, 4 investigadores, alumnos en práctica y tesistas de pre y postgrado.
Alianzas
Se dispone de redes internacionales con Universidades de España (Valladolid, Tarragona, Santiago de Compostela y Barcelona), con la Junta de Castillo y León, España, con CSIRO Australia y Chile, con Universität Duisburg-Essen de Alemania, con Lulea University of Technology de Suecia, con Universidad Estatal de Campinas y Santa Catarina State University de Brasil, Universidad de Aveiro de Portugal e Instituto Max Planck de Alemania.