Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Mineralogy of the lithium-rich tuff in The Macusani Volcanic Field, cordillera oriental, southern Peru(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-12) Segovia More, Mariana Kelly; Torró I Abat, LisardEl litio es un metal de gran importancia económica y una materia prima clave para la transición energética desde una generación de energía basada en combustibles fósiles hacia una basada en fuentes renovables. En este sentido, el descubrimiento de nuevos yacimientos de litio es fundamental para abastecer la creciente demanda de este metal. La compañía Macusani Yellowcake, subsidiaria de American Lithium, anunció un importante recurso que asciende a 0,9 Mt Li en el Proyecto de Litio Falchani, en el Campo Volcánico de Macusani, Puno, SE Perú. El recurso está alojado en tobas volcánicas y brechas neógenas pertenecientes a la Formación Macusani. Con contenidos de Li que oscilan entre ~2000 y 4000 ppm, la unidad denominada Lithium-rich Tuff contiene el principal recurso. En esta tesis se ha realizado una caracterización mineralógica general y de alta resolución de muestras de Lithium-rich Tuff utilizando difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (SEM-EDS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Las muestras estudiadas están compuestas por cuarzo, plagioclasa, feldespato potásico, micas trioctaédricas (zinnwaldita y lepidolita), minerales del subgrupo de la caolinita y esmectitas (montmorillonita - beidellita), además de zeolitas (mordenita y mutinaita) y cristobalita en algunas muestras. Los contenidos más altos de Li (3000-4200 ppm Li) se encuentran en la porción central de la secuencia del Lithium-rich Tuff, que se caracteriza por contener micas + caolinita ± mordenita. En los dominios superior e inferior de la secuencia, los contenidos de Li alcanzan valores de 2000 ppm y la mineralogía está dominada por mica + esmectita dioctaédrica ± caolinita ± halloysita. La integración de estos datos con resultados de ensayos metalúrgicos proporcionados por Macusani Yellowcake respalda que, además de en micas trioctaédricas primarias, parte del Li en el Proyecto de Litio Falchani puede estar adsorbido o en posiciones interlaminares de minerales arcillosos secundarios. Se descarta la existencia de arcillas con Li tipo hectorita. Estos datos permiten una clasificación tentativa del proyecto de litio de Falchani como un depósito volcanogénico ‘mixto’ mica primaria – minerales secundarios de arcilla.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema automatizado alimentador de bolas de 4.5” y 5” para molino SAG(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-09-08) Gutiérrez Blanco, Renzo Fernando; Portella Delgado, Jhon ManuelEn la actualidad, la industria minera se encuentra migrando hacia el uso de nuevas tecnologías para la automatización de casi todos sus procesos debido a que permite obtener un ahorro significativo de costos operativos, mano de obra, planificación, tiempo, seguridad para el operador y toma de decisiones inmediata para la mejora de procesos. Por ello la automatización de procesos en áreas donde existen una mayor demanda de costos como lo es la molienda es de mucha importancia para la planta de procesamiento de mineral. En el proceso de molienda, los gastos de activos que demandan mayor cantidad de dinero al año son el consumo de bolas. Por ello, el automatizar este proceso para optimizar el consumo de bolas, sin afectar el rendimiento en un molino, representan un gran ahorro en cualquier planta de procesamiento de mineral, por consiguiente, se espera controlar el flujo de bolas en una molienda SAG que, por lo general, cuenta con diámetros de 4.5” y 5”. Entonces, el presente trabajo involucra el diseño de un sistema automatizado alimentador de bolas de 4.5” y 5” para molino SAG, con características particulares que satisfacen los requerimientos de un alimentador de molinos SAG convencional existentes. Finalmente, el diseño del sistema propuesto garantiza un flujo constante de bolas el cual consiste en una tolva de almacenamiento de bolas que son descargadas, de manera controlada, mediante una compuerta accionada por un pistón neumático hacia un dosificador accionado por un motor eléctrico. Este dosificador permite regular la velocidad de descarga de las bolas dirigiéndolas hacia un sensor para que sean contabilizadas y analizadas al final de su recorrido previo al ingreso del molino. El sensor, el motor eléctrico y la compuerta de descarga son controlados mediante un panel de control.Ítem Texto completo enlazado Automatización del proceso de carga y descarga de metales en un electroimán de una planta minera(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-24) Nuñez Cornejo, Ivanovha Grace; Madrid Ruiz, Ericka PatriciaEn el sector minero se privilegian los proyectos orientados a disminuir los accidentes laborales y a optimizar los procesos de extracción y tratamiento de mineral, iniciativas propuestas en esta línea son ampliamente aceptadas y beneficiadas con la asignación de recursos para su implementación. El siguiente trabajo presenta la automatización del proceso de carga y descarga de forma automática de los metales (inchancables), acumulados en el electroimán de una planta de chancado del sector minero, disminuyendo de esta forma la exposición del personal a posibles accidentes laborales y optimizando el proceso de separación de inchancables. Durante la extracción de mineral, se utilizan aceros para la perforación y sostenimiento del macizo rocoso, que finalmente después de la voladura se mezcla con el mineral que es transportado hacia chancado. Este material inchancable debe ser retirado de forma eficiente para evitar daños a los equipos de chancado y cortes longitudinales y/o transversales en las fajas transportadoras. Para alcanzar el objetivo principal del presente trabajo, se definieron los requisitos del usuario, requerimientos del proyecto; además, del estado del arte actual para conocer las tecnologías y equipos existentes para el proyecto, se siguió la metodología de diseño mecatrónico donde, a través de una matriz, se realizó la selección de la solución conceptual; asimismo, se realizaron los cálculos de la estructura y simulación, así como la selecciónde los componentes eléctricos y electrónicos del sistema; finalmente se elaboraron los planos mecánicos, eléctricos y de control. La inversión del proyecto está plenamente justificada, desde el punto de vista de seguridad del personal, al disminuir la exposición de los operadores, así como también de lo económico al evitar paradas no programadas prolongadas del circuito de chancado y transporte de mineral al usar medios alternos para alimentar de mineral a la planta de beneficio.Ítem Texto completo enlazado Texturas y geoquímica de elementos traza en minerales de mena en mineralizaciones polimetálicas alojadas en cuerpos de Skarn del distrito de Morococha, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-28) Culqui Puerta, Johann Purificación; Torró I Abat, LisardEl crecimiento exponencial de las economías emergentes y la innovación tecnológica dan lugar al aumento de la demanda mundial de los denominados metales críticos dentro de los que encontramos el indio (In), germanio (Ge) y galio (Ga). Comprender sus expresiones mineralógicas y su distribución espacio-temporal en yacimientos minerales facilitará su exploración y explotación. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo caracterizar texturalmente muestras de mena y contextualizar espacio-temporalmente las concentraciones de In, Ge y Ga en algunas fases en mineralizaciones polimetálicas alojadas en cuerpos de skarn (Ombla Inferior, Porvenir y Manto Italia) del distrito minero de Morococha. Un total de 23 secciones gruesas pulidas fueron estudiadas mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. La composición química de esfalerita, calcopirita y galena fue determinada mediante microsonda electrónica y ablación láser conectada a espectrometría de masas de sector magnético acoplada inductivamente a una fuente de plasma. En Ombla Inferior se identificaron dos estadios de mineralización: 1) skarn hidratado (serpentina y magnetita) y 2) mineralización polimetálica (pirrotina, pirita, esfalerita, calcopirita y trazas de marcasita, bornita, tennantita, wittichenita, bismutinita, tsumoíta y covelina). Porvenir se caracteriza por la presencia mayoritaria de serpentina, magnetita y esfalerita. En Manto Italia, el estadio de skarn hidratado/reemplazamiento de carbonatos presenta una primera sub-etapa dominada por magnetita, pirrotina, arsenopirita y pirita y una segunda sub-etapa que comprende esfalerita, galena y calcopirita. Se identificaron hasta 2 generaciones de esfalerita en Ombla Inferior y Manto Italia. La primera generación se caracteriza por presentarse en forma de diminutas inclusiones en forma de estrella diseminadas en calcopirita con macla de transformación y, principalmente, en forma de masas anhedrales conteniendo finas diseminaciones orientadas de calcopirita, mientras que la segunda generación se caracteriza por no presentar calcopiritosis. En las muestras estudiadas, la esfalerita es el principal mineral hospedador de In y Ga con concentraciones de hasta 459 y 169 ppm, respectivamente. El Ge presenta concentraciones muy bajas en todas las fases mineralógicas estudiadas (<2 ppm). Las secuencias paragenéticas de los cuerpos polimetálicos estudiados reflejan que las concentraciones más elevadas de In aparecen en la segunda generación de esfalerita, mientras que los contenidos más elevados de Ga se dan predominantemente en esfalerita de la primera generación. La estequiometría y la correlación positiva entre las concentraciones molares de In y Cu en proporciones ~1:1 sugieren que el principal mecanismo de incorporación del In en la estructura cristalina de la esfalerita es una sustitución acoplada Cu+ + In3+ <-> 2Zn2+. En tal sentido, la disponibilidad de Cu en los fluidos mineralizantes del distrito de Morococha a partir de los cuales cristalizó la esfalerita jugó un papel importante en la distribución del In a lo largo de la secuencia paragenética y el distrito.Ítem Texto completo enlazado Texturas y composición de elementos traza en esfalerita de mena de yacimientos tipo Mississippi Valley: yacimientos de San Vicente y Shalipayco, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-28) Millán Núñez, Andrea Julieta; Torró I Abat, LisardEl germanio (Ge) y el galio (Ga) son elementos estratégicos esenciales para la producción de tecnologías digitales y medioambientalmente sostenibles. Por este motivo, en los últimos años ha crecido su demanda, a la par que el interés por conocer sus concentraciones en diversas tipologías de yacimientos minerales. En la presente investigación se llevó a cabo un análisis petrográfico de muestras de mena de los depósitos tipo Mississippi Valley (MVT) de San Vicente y Shalipayco con el objetivo de catalogar las diferentes generaciones y tipos texturales de esfalerita, que en yacimientos MVT es el principal mineral portador de estos dos elementos estratégicos. El estudio petrográfico sirvió de base para la contextualización paragenética de los análisis geoquímicos de elementos mayoritarios, minoritarios y traza utilizando microsonda electrónica y LA-ICP-MS. Se identificaron 7 generaciones/tipos texturales de esfalerita en las muestras de San Vicente. Éstas se diferencian principalmente por su color en muestra de mano y el color de sus reflejos internos, así como por sus relaciones texturales con otras generaciones/tipos texturales de esfalerita y/u otros minerales presentes en las muestras estudiadas bajo el microscopio de luz reflejada. Se encontraron concentraciones destacables de Ge (de hasta 1861 ppm) y Ga (de hasta 997 ppm). En San Vicente, las mayores concentraciones de Ge (rango intercuartil [RIC] = 1207-39 ppm) y Ga (RIC = 200-5 ppm) fueron encontradas en esfalerita de color naranja. En Shalipayco, las concentraciones más elevadas de Ge fueron encontradas en esfalerita marrón amarillenta (RIC = 510-56 ppm) y las de Ga, en esfalerita amarilla parduzca (RIC = 23.14-0.16 ppm). En ambos depósitos, la esfalerita más rica en Ge ocupa una posición intermedia a tardía en las respectivas secuencias paragenéticas. Teniendo en cuenta correlaciones entre proporciones molares de los elementos analizados se concluye que la incorporación de Ge y Ga en la estructura cristalina de la esfalerita fue mediante substituciones acopladas como 3Zn2+ <-> Ge4+ + 2Ag+, (Cu + Ag) +1 + (In + Ga) +3 + (Sn + Ge) +4 <-> 4Zn2+ y (Cu + Ag)+1 + Ga+3 + (Sn + Ge) +4 <-> 4Zn2+. Los resultados obtenidos refuerzan la idea de que los depósitos MVT son particularmente atractivos para la exploración de metales y metaloides estratégicos como Ga y Ge.Ítem Texto completo enlazado Texturas y geoquímica de elementos traza en minerales de mena del yacimiento de sulfuros masivos volcanogénicos de María Teresa, Huaral, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-14) Ortiz Benavente, Brayam Andre; Torró I Abat, LisardLos yacimientos tipo sulfuro masivo volcanogénico (VMS) son una fuente importante de Zn, Cu, Pb, Ag y Au y, además, pueden contener concentraciones relevantes de elementos como In, Ge y Ga, considerados críticos por organismos internacionales debido a su gran demanda, importancia económica y riesgo de suministro. A pesar de ello, son de interés marginal para la mayoría de empresas mineras que operan en el país. En el presente trabajo de investigación se ha desarrollado una caracterización petrográfica de la mineralización en el yacimiento VMS de María Teresa en Huaral (Lima) como base para la determinación de la composición de elementos mayoritarios, minoritarios y traza en esfalerita, galena, calcopirita y cobres grises. Las mediciones de ablación láser acoplada a espectrometría de masas con fuente de plasma de acoplamiento inductivo (LA-ICP-MS) indican que In y Ga se concentran principalmente en esfalerita (rango intercuartil Q1-Q3 [RIC] de 4.39-79.4 ppm y hasta 415 ppm In, y RIC de 10.6-31.9 ppm y hasta 94.2 ppm Ga). La concentración de Ge es sistemáticamente baja en los cuatro minerales analizados, a excepción de concentraciones localmente elevadas en calcopirita de hasta 79.6 ppm. Las correlaciones entre concentraciones de elementos traza sugieren que In y Ga se incorporaron a la red cristalina de la esfalerita a través de sustituciones acopladas que involucran Cu y, de forma subordinada, también Sn y Ag. La disponibilidad de Cu, favorecida en fluidos mineralizantes de relativamente alta temperatura (>300 °C), es, por lo tanto, fundamental para el enriquecimiento de In y Ga en esfalerita. En cuerpos de sulfuro masivo que han experimentado “zone refining”, la esfalerita más rica en In se forma dentro o cerca de la zona de calcopirita en el núcleo del cuerpo. En María Tersa, los valores de In, Ge y Ga son sub-económicos; sin embargo, el estudio de su distribución permitió determinar vectores guía para la exploración de VMS.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de medición automático del desgaste del perfil del revestimiento de un molino de bolas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-25) Gálvez De La Sota, Diego Luis; Raffo Jara, Mario Andrés; Lengua Huertas, César AntonioEn la industria minera se puede encontrar una gran variedad de equipos que sirven para la disminución del tamaño de los minerales que se extraen del subsuelo. Uno de estos equipos es el molino de bolas que consiste en una superficie cilíndrica de acero que gira entre 4 y 20 revoluciones por minuto con mineral y bolas de acero en su interior. Esta acción produce la reducción del tamaño del mineral, pero también provoca el desgaste de su revestimiento interior. Lo que implica que las compañías programen varios paros al año para su inspección y mantenimiento correctivo. Por lo tanto, el presente trabajo de tesis tiene como objetivo final el diseño de un sistema de medición automático que pueda brindar una aproximación del perfil de desgaste que experimenta el revestimiento interior de los molinos mientras esté en funcionamiento. El sistema se diseña para el caso de un molino de bolas al cual ha sido sometido a un estudio de vibraciones de su carga en la zona de alimentación y descarga. Este cuenta con un sensor embebido en una pieza del revestimiento del molino compuesto principalmente de pistas conductoras. Cada pista se dispone a una altura distinta y en distintos puntos. De esta forma conforme se vaya desgastando el perfil del revestimiento, estas se irán abriendo. Aplicando un voltaje discreto a cada pista y verificando su retorno, se lograr verificar la integridad de las pistas y por lo tanto el nivel de desgaste. Ante la infiltración de señales de ruido provocado por el falso contacto de la carga conductora encima de las pistas abiertas, se logra filtrar estas señales mediante el uso de filtros pasa bajos activos y un circuito comparador. Después del acondicionamiento de las señales, estas viajan a través de cables debidamente protegidos para llegar al dispositivo de medición en la superficie exterior de la coraza. Este cuenta con módulos de control, almacenamiento de datos, control del tiempo real, y comunicación inalámbrica que son capaces de registrar y transmitir los datos a un dispositivo de recepción ubicado al exterior del molino. Este diseño brinda una aproximación a la dimensión del área del perfil del revestimiento permitiendo optimizar las paradas de los molinos solo a momentos donde se tenga que realizar el cambio del revestimiento. De esta forma también se aporta a las tecnologías que buscan la mejora continua del diseño de los revestimientos.