Minería y Geología

Removal of Cu(II) and Ni(II) in aqueous medium using natural Cuban zeolite

RESUMEN La adsorción es uno de los métodos utilizados para eliminar la contaminación en residuales líquidos. Esta investigación tuvo el propósito de caracterizar la remoción de iones Cu(II) y Ni(II) al emplear zeolita en estado natural de la zona central de Cuba y aplicando el método de adsorción con soluciones modeladas, en un rango de pH entre 4 y 6 unidades. Se evaluaron las propiedades adsortivas del mineral y se determinaron los parámetros de adsorción de los iones Cu(II) y Ni(II). El estudio cinético demostró que el modelo de pseudosegundo orden describe la velocidad de adsorción de ambos contaminantes y que la ecuación isoterma de adsorción de Freundlich es la de mejor ajuste para ambos iones. La capacidad máxima de adsorción de la zeolita natural es de 22,148 mg/g y 90,09 mg/g para los iones Cu(II) y Ni(II), respectivamente.

ABSTRACT Adsorption is one of the methods used to remove contamination in liquid waste. The purpose of this research is characterizing the removal of Cu (II) and Ni (II) ions using zeolite in its natural state from the central zone of Cuba and applying the adsorption method with modeled solutions, in a pH range between four and six units. The adsorption properties of the mineral were evaluated and the adsorption parameters of Cu (II) and Ni (II) ions were determined. The kinetic study showed that the pseudo-second -order kinetic mode describes the rate of adsorption of both contaminants and the Freundlich adsorption isothermal equation is the best fit for both ions. The maximum adsorption capacity of the natural zeolite was 22.148 mg/g and 90.09 mg/g for Cu (II) and Ni (II) ions, respectively.

Vibrations due to underground blasting works. Case studies in Colombia

RESUMEN Se exponen en este artículo resultados obtenidos por la compañía PetroBlast S.A.S. durante el control de daño de las vibraciones generadas por voladuras entre túneles y galerías adyacentes, como parte de los casos de estudio. La investigación profundizó en el conocimiento del principio de vibraciones causadas por explosiones y su efecto sobre el contorno de las estructuras subterráneas, utilizando simulaciones numéricas a través de softwares aplicados a las señales sísmicas registradas. Se determinó que las velocidades de vibración y las tensiones dinámicas ejercen un efecto sobre diferentes posiciones del revestimiento del túnel, teniendo en cuenta que la velocidad máxima de partícula (VMP) influye directamente en el anverso del revestimiento y los esfuerzos de tensiones máximas, disminuyen con el aumento de la roca circundante. El umbral de seguridad recomendado de VMP es de 100 mm/s para revestimiento intacto. Sin embargo, en revestimientos con algún tipo de agrietamiento, los umbrales de seguridad recomendados están alrededor de los 25 mm/s y 50 mm/s de VMP. Estos resultados aportan experiencias importantes para investigaciones futuras donde sea necesario el control sísmico en las excavaciones subterráneas, considerando que en Colombia, por ser un país enclavado en la parte norte de la cordillera de los Andes suramericanos, es imprescindible realizar túneles viales para el acceso a gran parte del país.

ABSTRACT This study shows the results obtained by PetroBlast S.A.S. Company during the damage control vibrations generated by underground blasting in tunnels and adjacent galleries as part of case studies. The research studies in more details the knowledge of principle of vibrations caused by explosions and its effect on the contour of underground structures, using numerical simulations through software applied to the registered seismic signals. We conclude that vibration velocities and dynamic stresses have an effect on different positions of the tunnel lining, considering that the maximum particle velocity (VPM) directly influences the inland of covering and maximum stresses decrease with rising from the surrounding rock. The VPM recommended safety threshold is 100 mm/s for intact coating. However, in coatings with some type of cracking, the recommended safety thresholds will be around 25 mm/s and 50 mm/s of VMP. These results provide important experiences for future research where seismic control is necessary in underground excavations considering that Colombia is a country located in the northern part of the South American Andes, it is essential to make road tunnels to access to most of the country.

Metal enrichment in tailings from Caron process by applying a variable magnetic field strength

RESUMEN La producción de Ni y Co con tecnología Caron en Moa produce anualmente millones de toneladas de colas negras, que se vierten al medio ambiente aun cuando contienen elementos metálicos de valor económico. El propósito de este estudio fue evaluar el efecto de intensidades del campo magnético de 21,03 kA/m (0,05 A); 40,33 kA/m (0,10 A) y 59,03 kA/m (0,15 A), sobre la concentración de metales en tres clases de tamaño: gruesa (+0,200 mm), media (-0,200 +0,045 mm) y fina (-0,045 mm). Se obtuvo que en el producto no magnético para intensidad del campo de 0,15 A, el Zn, Cr y Al se enriquecen en la clase de tamaño media y el Ni, Mg y SiO2 lo hacen en la gruesa. El Fe se concentró hasta aproximadamente 50 % en el producto magnético de las clases media y gruesa para una intensidad de 0,05 A. En la clase fina la aplicación de un campo magnético no produjo ningún efecto sobre la concentración de los metales. Es posible concentrar el Ni hasta 1,23 % en el producto no magnético de las partículas mayores de 0,045 mm, con posibilidad de incorporar este elemento a la tecnología de extracción existente.

ABSTRACT Producing Ni and Co with Caron technology in Moa engenders millions of tons of black tails annually, which are dumped into the environment even containing metallic elements of economic value. The study aimed to evaluate the effect of magnetic field strengths of 21.03 kA/m (0.05 A); 40.33 kA/m (0.10 A) and 59.03 kA/m (0.15 A), on the concentration of metals in three size classes: coarse (+0.200 mm), medium (-0.200 +0.045 mm) and fine (-0.045 mm). It was obtained that in the non-magnetic product for a field intensity of 0.15 A, Zn, Cr and Al are enriched in the medium size class and Ni, Mg and SiO2 are enriched in the thick one. Fe is concentrated up to nearly 50% in the magnetic product of the medium and coarse classes for an intensity of 0.05 A. The application of a magnetic field has no effect on the concentration of metals in the fine class. It is possible to concentrate Ni up to 1.23% in non-magnetic products of particles larger than 0.045 mm, with the possibility of incorporating this element into existing extraction technology.

Mathematical modeling of Ni-lateritic ore drying in a rotary cylindrical kiln on a semi-industrial scale

RESUMEN El desconocimiento de la relación existente entre las variables que caracterizan el proceso de secado térmico impide alcanzar los valores requeridos de humedad en la mena laterítica de Ni a la salida del cilindro horizontal rotatorio, a escala semindustrial, con el menor consumo de combustible posible y el menor impacto sobre el medioambiente. Por tal motivo, se estableció un modelo fenomenológico en estado estacionario, constituido por: un sistema de ecuaciones diferenciales y ecuaciones ordinarias obtenidas a partir de los balances de masa y de energía en la mena, en el gas y en la pared del secador; las ecuaciones de enlace que permiten obtener las propiedades termofísicas de la mena y de los gases; así como los coeficientes de transferencia de calor y masa que intervienen en el proceso, resuelto a través del método numérico Runger-Kutta de cuarto orden. El modelo permite establecer el comportamiento de la distribución de la temperatura del gas, de la mena y la variación de la humedad de esta última en toda la longitud del cilindro.

ABSTRACT The lack of knowledge about the relationship between variables that characterize the thermal drying process prevents reaching the required moisture values in the Ni-lateritic ore at the exit of the rotating horizontal cylinder on a semi-industrial scale, with lowest possible fuel consumption and least impact on environment. For this reason, a steady state phenomenological model was established. This model consists of a system of differential equations and ordinary equations obtained from the mass and energy balances in the Ni-laterites ore, in the gas and in the wall of the dryer. Besides, from the bond equations that allow obtaining the thermophysical properties of the Ni-ore laterites and gases and the heat and mass transfer coefficients involved in the process, solved by using the fourth order Runger-Kutta numerical method. This model allows establishing the distribution temperature behavior of the gas, the Ni-laterites ore and the variation of moisture of the last one along the entire cylinder length.

Assessment vanadium concentrate obtained from spent catalysts, as an alloy charge for tubular electrodes

RESUMEN En el trabajo se realizó la evaluación de un concentrado de vanadio como carga de aleación de electrodos tubulares revestidos destinados al recargue de piezas. El concentrado fue obtenido del procesamiento químico de catalizadores agotados de la fabricación de ácido sulfúrico, mezclado con carbón vegetal. El electrodo de 3,5 mm de diámetro se fabricó con una cinta de acero AISI 1010 de 10 x 1 mm, mientras el revestimiento fue elaborado con 70 % de calcita, 10 % de fluorita y 20 % de grafito, lo cual garantizó un buen comportamiento tecnológico. Se obtienen cordones de soldadura con 0,19 % de C; 0,19 % de V; 1,94 % de Cr y 0,1 % de Mo, con presencia de ferrita de grano fino en la zona columnar y acicular en el centro del cordón y durezas de 208 Hv y 187 Hv, respectivamente.

ABSTRACT The present study analyzes the assessment of vanadium concentrate as an alloy charge for coated tubular electrodes intended for recharging parts. The concentrate was obtained from the chemical processing of flat catalysts from sulfuric acid production, mixed with charcoal. The 3.5 mm diameter electrode was made with a 10 x 1 mm AISI 1010 steel strip and coating with 70% calcite, 10% fluorite and 20% graphite, which guaranteed good technological performance. Weld beads with 0.19% C were obtained; 0.19% of V; 1.94% Cr and 0.1% Mo, with the presence of fine-grained ferrite in the columnar and acicular zone in the center of the bead and 208 and 187 Hv hardnesses respectively.