Becarias doctorales del INTEQUI expondrán sus planes de tesis

El INTEQUI (Instituto de Investigaciones en Tecnología Química) organismo de doble dependencia CONICET-UNSL, invita a participar de un nuevo Ciclo de Seminarios de Becarios y Becarias Doctorales, que se desarrollará vía Zoom, el lunes 12 de septiembre de 2022 a partir de las 14.30 hs. En el encuentro expondrán los adelantos de planes de tesis de doctorado, la Ingeniera Denise Escudero y la Ingeniera María José Orozco.

Expositora: Denise Escudero

Ingeniera en Minas, egresada de la UNSL. Inscripta en el Doctorado de Ciencia y Tecnología de la Universidad Nacional de Cuyo. Becaria doctoral de CONICET. Participa en el Laboratorio de Metalurgia Extractiva del INTEQUI.

Título de la exposición:

"Pasivos ambientales mineros de mina La Estancia (provincia de San Luis): Alternativas para la recuperación de plomo".

Directores de beca y tesis:  Dr. Jorge González (INTEQUI-CONICET UNSL) y Dr. Daniel Rosales (ICB-CONICET UNCuyo).

Resumen científico de divulgación

En el último siglo, los yacimientos minerales muestran una gran disminución en el contenido de minerales y metales valiosos, imprescindibles para satisfacer las necesidades de las sociedades modernas; por lo cual, se requiere perfeccionar las técnicas de extracción, desarrollar procesos más eficientes y encontrar otras fuentes minerales. Los residuos de explotaciones mineras antiguas son recursos secundarios potenciales y su re-procesamiento podría ayudar a mitigar los problemas ambientales causados por su abandono.

Previo a la sanción de la ley De la Protección Ambiental para la Actividad Minera, dicha actividad se desarrolló sin un marco regulatorio sobre cuidado y preservación del medio ambiente. Por esto, hoy se hallan muchas minas en situación de abandono que podrían producir contaminación ambiental. Un ejemplo de ello es mina La Estancia, en la provincia de San Luis, Argentina, la cual fue explotada inicialmente por oro y plata, y luego por plomo. Recientes análisis de los residuos mineros de aquel sitio indican altos contenidos en minerales de plomo, lo que amerita el estudio de su recuperación.

Una alternativa a la extracción convencional de metales es la pirometalurgia de cloración, la cual tiene múltiples ventajas, como el uso de temperaturas moderadas, la selectividad de los reactivos, la solubilidad de los productos y la variedad de agentes clorantes, algunos de los cuales son el descarte de otras industrias.

Por estos motivos, el trabajo doctoral a desarrollar tiene el objeto de caracterizar los residuos mineros de mina La Estancia e investigar métodos alternativos de extracción de plomo en baja concentración con el uso de agentes clorantes.

Imagen 3D del sitio de estudio:
se indica el acceso a mina La Estancia y el depósito de relave en la margen del arroyo.
 Fuente: Google Earth.

Resumen académico-científico

Los yacimientos minerales explotados en el último siglo han evidenciado una drástica disminución de sus leyes; por lo que, la obtención de metales ha requerido el perfeccionamiento de técnicas separativas y desarrollo de procesos más eficientes. Ante esta situación, resulta imperioso encontrar fuentes alternativas que permitan obtener metales para satisfacer las necesidades de las sociedades modernas. Los residuos mineros de antiguas explotaciones mineras constituyen recursos secundarios potenciales a partir de los cuales es posible la obtención de metales mediante nuevos procesos y tecnologías. A su vez, el re-procesamiento de estos residuos podría contribuir a mitigar consecuencias ambientales originadas por su estado actual de abandono.

La ineficiencia de los procesos separativos a los que fueron sometidos los minerales de antiguas explotaciones mineras justifica el estudio de factibilidad de recuperar otros metales valiosos a partir de los residuos mineros generados por dichas explotaciones. Los análisis químicos de los residuos mineros de la mina La Estancia, ubicada en la provincia de San Luis, muestran la presencia de metales de interés; en particular de plomo, el cual se encuentra en alta concentración en minerales de Galena (PbS); Alglesita (PbSO4) y Cerusita (PbCO3) que ameritan un estudio de recuperación de plomo mediante una vía alternativa a los ensayos pirometalúrgicos convencionales.

La pirometalurgia de cloración es una vía alternativa para la extracción de metales presentes en minerales o residuos, en los que el metal de interés se encuentra en baja concentración. Los desechos generados por los procesos de cloración, comparados con los obtenidos por otros procedimientos, pueden ser convenientemente tratados, previo a su disposición final o eliminación. Cabe destacar que, agentes clorantes como CaCl2 y MgCl2, son compuestos de muy bajo costo y de escasa aplicación industrial, por lo que, aprovecharlos en estos procedimientos, redunda en otro beneficio.

Por estos motivos, el trabajo doctoral a desarrollar tiene el objeto de caracterizar los residuos mineros de mina La Estancia e investigar métodos alternativos de extracción de plomo en baja concentración con el uso de agentes clorantes, a partir de residuos mineros de una antigua mina de la provincia de San Luis. La metodología de trabajo consistirá en una continua búsqueda bibliográfica sobre el tema, salidas de campo para la obtención de muestras, preparación y concentración de las muestras, análisis físicos y químicos, ensayos de cloración con distintos agentes clorantes en condiciones variables, lixiviación de los productos, análisis y difusión de los resultados. 

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Expositora: María José Orozco

Egresada de la carrera de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias (UNSL). Becaria doctoral CONICET. Lugar de trabajo INTEQUI, en el Laboratorio de análisis de reactores y procesos (LARPAC). Estudiante doctoral del Instituto Balseiro. 

Título de la exposición: "Captura selectiva de dióxido de carbono empleando absorbentes sólidos: estudio cinético y diseño del proceso".

Dirección:

Directora: Dra. María Laura Rodríguez (Laboratorio de Análisis de Reactores y Procesos Asistido por Computadora INTEQUI, UNSL-CONICET).
Co-directora: Dra. Fabiana Gennari (Departamento Fisicoquímica de Materiales, Gerencia de Investigación Aplicadas -C. Atómico Bariloche, CONEA)

Resumen científico de divulgación 

Las centrales termoeléctricas alimentadas en base a combustibles fósiles concentran la tercera parte de las emisiones de CO2 a la atmósfera, por lo que se convierten en las principales fuentes estacionarias de emisión. Tales centrales producen el 60% de la demanda energética actual en Argentina y resultan un punto focal para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera hasta tanto el sistema energético nacional logre migrar hacia una matriz energética basadas en fuentes renovables.

Los procesos de captura, utilización y secuestro de CO2 (CCUS, por sus siglas en inglés), pueden contribuir hasta en un 50% a la disminución global de CO2 al ambiente y hasta un 90% en el punto de captura cuando son acoplados al proceso de generación de energía a partir de centrales termoeléctricas de ciclo combinado, como las existentes en Argentina. Las tecnologías de captura más normalmente empleadas involucran ciclos de absorción/regeneración empleando solventes líquidos o sólidos. Resultan particularmente atractivos los absorbentes sólidos, pues presentan buena capacidad de captura y estabilidad cíclica y térmica, lo que permite su uso para el tratamiento de corrientes a elevada temperatura. La determinación de velocidades de absorción/ regeneración de CO2 en materiales de elevada capacidad de absorción y estabilidad, así como el diseño, el modelado y la simulación de ciclos combinados de absorción/ regeneración de CO2 bajo diferentes alternativas de contacto de las fases gaseosa y sólida permitirá concluir sobre la posible aplicación práctica de la tecnología.

Figura esquemática de lechos fijos operando en paralelo

Resumen académico-científico

Aproximadamente, un tercio de todas las emisiones de CO2 debidas a la actividad humana provienen de plantas de energía basadas en combustibles fósiles. La generación eléctrica en Argentina es fuertemente dependiente de las centrales térmicas, que aportan alrededor del 63% de la energía del país. Las centrales térmicas de ciclo combinado, participan del 45 % de la energía eléctrica generada por las centrales térmicas del país y son una alternativa superadora a la tecnología convencional pues logra reducir parcialmente las emisiones de CO2. 

La captura de CO2 post-combustión resulta promisoria en el tratamiento de los gases de escape (off-gas) de dichas centrales debido a la característica de tratamiento de fin de línea (end-of-pipe) y su relativa facilidad de integración a las mismas, incluso en las ya construidas. Los sistemas de captura de CO2 en procesos de postcombustión se basan fundamentalmente en ciclos de absorción/ desorción química. La utilización de absorbentes de óxidos de litio como aceptores de CO2 a alta temperatura (450-700 °C) los sitúa como una tecnología especialmente apta para captura de CO2 en centrales térmicas de ciclo combinado. El conocimiento de las cinéticas observables de las partículas absorbentes, así como la exploración de diferentes configuraciones de contacto entre las fases, atendiendo a aspectos de eficiencia térmica, permiten proyectar el escalado del proceso de captura de CO2 acoplado a CTCCs. 

Los aspectos abordados en el presente plan de trabajo incluyen la determinación de las cinéticas observables de absorción/ regeneración de CO2 en materiales de elevada capacidad de absorción y estabilidad (Li4SiO4), así como el diseño, el modelado y la simulación de ciclos combinados de absorción/ regeneración de CO2 bajo diferentes alternativas de contacto de las fases gaseosa y sólida. La concreción del plan permitirá contribuir al avance del conocimiento científico sobre tecnologías de captura de CO2, tendientes a la descarbonización de la matriz energética, como lo son los procesos de absorción/regeneración de CO2 en materiales sólidos, así como también comprender aspectos relevantes de su potencial implementación en centrales térmicas de ciclo combinado, de manera de optimizar la eficiencia energética del proceso de captura de CO2 y maximizar tanto la captura de CO2 como la pureza de la corriente de CO2 obtenida.

Información para la conexión virtual vía Zoom

https://conicet-gov-ar.zoom.us/j/89988578966?pwd=OXVhMGhlTzBEbG1pYVFuOVN5UmlUUT09