Agustín Morales Aragón

Mención de Doctorado Industrial

Directores:

Dr. Daniel A. Sánchez-Rodas Navarro

Dr. Guillermo Ríos Ransánz

OBJETIVOS:

El objetivo de la tesis es estudiar el efecto de las impurezas contenidas en los ánodos en el equilibrio del electrolito de cobre, como son el arsénico, antimonio, bismuto, oxígeno, níquel, plomo, plata, selenio y teluro. Para ello, se construirá una celda experimental en la que se refinarán ánodos con una composición química conocida, con objeto de estudiar la distribución de las distintas impurezas hacia el electrolito, y el lodo anódico generado(el que permanece adherido al ánodo y el que se desplaza hacia el fondo de las cubas). Con esto, se busca encontrar una re- lación entre la composición de los ánodos y la posterior disolución en el electrolito y/o precipitación al lodo anódico. Además, se realizará la caracterización mineralógíca del lodo anódico, la especíacíón de As, Sb y Fe en el electrolito, antes y después del refino del retal del ánodoy estudiar las posibles diferencias existentes, así como el seguimiento de la calidad del cátodo. Con estos estudios se busca conocer el porcentaje de las impurezas contenidas en los ánodos que se disuelven en el electrolito y el que va hacia el lodo anódico generado. Se buscará también ver si estos porcentajes varían en función de otras impurezas contenidas en el ánodo, como por ejemplo el efecto del Pb en la precipitación de Sb y Bi, o el efecto del contenido de O2.

Marta Vázquez Vázquez

Mención de Doctorado Industrial

Directores:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo

Dr. Jesús Díaz

Dr. Roberto Parra Figueroa

OBJETIVOS:

El objetivo principal de este trabajo de investigación es comprender y modelizar el proceso de conversión de la mata fundida, producto de la fusión flash, hasta la formación de cobre blister para optimizar la eficiencia de los hornos de conversión Pierce Smith.

Durante el estudio se realizará la validación experimental del modelo teórico elaborado mediante análisis exhausti- vos del proceso, así como de análisis rutinarios.

Un aspecto práctico y con un alto valor de transferencia para el proceso pirometalúrgico industrial será el estudio de la distribución de los elementos minoritarios en las distintas fases formadas durante el proceso de conversión. Este estudio consiste en la determinación de la efectividad de la limpieza de las impurezas del metal con el objetivo de obtener un material final con una mayor pureza.

Por último, se pretende definir un modelo de gestión operacional de modo que permita el conocimiento total de la distribución de elementos durante todo el proceso de conversión en los hornos Pierce-Smith.

Daniela de Paz Gómez

Directores:

Dr. Juan Pedro Bolívar.

Dra. Silvia Pérez Moreno.

OBJETIVOS:

La tesis doctoral propuesta tiene como objetivos centrales la caracterización de diversos residuos procedentes de la metalurgia del cobre, aún sin valorizar y el establecimiento de líneas generales de valorización para cada uno de ellos.

Anabel González de las Torres

Directores:

Dr. Daniel Sánchez-Rodas Navarro.

Dr. Guillermo Ríos Ransanz.

OBJETIVOS:

El objetivo de la tesis es estudiar el efecto de las impurezas contenidas en los ánodos en el equilibrio del electrolito de cobre, como son el arsénico, antimonio, bismuto, oxígeno, níquel, plomo, plata, selenio y teluro. Para ello, se construirá una celda experimental y se irán refinando retales de ánodos con una composición química conocida, con diferentes niveles de impurezas, y ver tanto el efecto que provoca en el electrolito, cuya composición también es conocida, así como el efecto en el lodo anódico generado (el que permanece adherido al ánodo y el que se des- plaza hacia el fondo de las cubas). Con esto, se busca encontrar una relación entre la composición de los ánodos y la posterior disolución en el electrolito y/o precipitación al lodo anódico. Además, se realizará la caracterización mi- neralógica del lodo anódico, la especíacíón de As, Sb y Fe en el electrolito, antes y después del refino del retal del ánodo y estudiar las posibles diferencias existentes, así como el seguimiento de la calidad del cátodo. Con estos es- tudios se busca conocer el porcentaje de las impurezas contenidas en los ánodos que se disuelven en el electrolito y el que va hacia el lodo anódico generado. Se buscará también ver si estos porcentajes varían en función de otras impurezas contenidas en el ánodo, como por ejemplo el efecto del Pb en la precipitación de Sb y Bi, o el efecto del contenido de O2.

M° Magdalena Bacedoni Morales

Directores:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo.

Dr. Guillermo Ríos Ransanz.

OBJETIVOS:

1) Caracterización química, mineralógica y granulométrica de los concentrados de sulfuros de cobre.

2) Caracterización química, mineralógica y granulométrica del fundente (arenas silíceas).

3) Caracterización química, mineralógica y textural de las escorias y matas obtenidas en el horno flash y en el horno eléctrico.

4) Caracterización química, mineralógica y textural del material arrastrado por el Offgas.

5) Caracterización química, mineralógica y textural de las acrecíones formadas en la salida de gases del horno flash.

6) Desarrollo de una técnica de muestreo de las escorias.

7) Desarrollo de una metodología de cuantificación de las pérdidas de cobre químicas y mecánicas.

8) Desarrollo de una metodología de análisis textural de todos los fundidos producidos en el proceso pirometa- Iúrgico del cobre. Con aplicación de técnicas cuantitativas de análisis textural (CSD).

9) Determinación de los tiempos característicos de decantación por tamaño de grano, y del tamaño mínimo efectivo de decantación limitado por el tiempo de residencia de la escoria en los hornos HFy HE.

10) Desarrollo y aplicación de una metodología de Balance de Proceso con la finalidad de esclarecer los factores relacionados con las pérdidas de cobre.

11) Establecer las condiciones operativas del Registro de Proceso, que actuando conjuntamente hayan producido disminución de las pérdidas de cobre.

12) Realizar una modelación termodinámica del proceso metalúrgico en Atlantic Copper incluyendo una modela- ción de la reología de los fundidos producidos en el proceso.

13) Utilizar la modelación CFD para:
Diseñar un muestreador (undercooling) de escoria en el interior del horno flash y en las canales de sangrado Modelar el proceso de decantación de las gotas de mata en la escoria fundida Modelar el flujo del Offgas en el interior del horno flash Modelar el flujo de sólido granulado en distintos tipos de quemador (jet).

14) Optimizar el proceso para la minimización de las pérdidas de cobre en el proceso de fusión flash llevado a cabo en la Fundición Atlantic Copper.

Ana Isabel González de las Torres

Directores:

Dr. Daniel A. Sánchez-Rodas Navarro

Dr. Guillermo Ríos Ransánz

OBJETIVOS:

– Realizar análisis de especiación de As, Sb y Fe de los 7 circuitos de electrolito de cobre de la refinería de Atlantic Copper S.L.U. determinando los estados de oxidación As(III) y As(V), Sb(III) y Sb(V), Fe(II) y Fe(III), así como el contenido total de dichas especies.14

– Realizar dopajes con compuestos de As, Sb y Bi al electrolito para ver cuáles son sus efectos, qué compuestos precipitan y en qué medida.

– Generación de conocimiento mediante la revisión del estado del arte para el comportamiento de los equilibrios químicos de las especies químicas que coexisten en el electrolito de la Refinería de Atlantic Copper S.L.U..

– Estudio de la estabilidad de las especies químicas (As, Sb y Fe) en el electrolito de cobre de Atlantic Copper S.L.U.

Mª Magdalena Bacedoni Morales

Directores:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo;

Dr. Guillermo Ríos Ransanz

OBJETIVOS:

1) Caracterización química, mineralógica y granulométrica de los concentrados de sulfuros de cobre.
2) Caracterización química, mineralógica y granulométrica del fundente (arenas silíceas).
3) Caracterización química, mineralógica y textural de las escorias y matas obtenidas en el horno flash y en el horno eléctrico.
4) Caracterización química, mineralógica y textural del material arrastrado por el Offgas.
5) Caracterización química, mineralógica y textural de las acreciones formadas en la salida de gases del horno flash.
6) Desarrollo de una técnica de muestreo de las escorias.
7) Desarrollo de una metodología de cuantificación de las pérdidas de cobre químicas.

La Cátedra Atlantic Copper promovió reuniones en Atlantic Copper S.L.U. para dar a conocer el proyecto de Doctorado Industrial que se estaba llevando a cabo en la Universidad de Huelva.

Finalmente, la Oficina de Transferencia de la Investigación (dirigida por el Dr. Jesús de la Rosa) concluyó en la constitución de una normativa de la Universidad de Huelva que propició la apertura de una convocatoria de Ayudas de la Universidad de Huelva para el Doctorado Industrial.

Fruto de la colaboración entre la Universidad de Huelva y la empresa Atlantic Copper S.L.U. se ha firmado un Convenio Específico al que se ha suscrito una pro-puesta de Doctorado Industrial que ha contado con el respaldo de Atlantic Copper S.L.U. y que finalmente ha sido seleccionada.

La propuesta que fue seleccionada permitirá realizar una tesis doctoral con mención industrial en el campo de la pirometalurgia extractiva mediante una cofinan-ciación entre la Universidad de Huelva y la empresa Atlantic Copper S.L.U.

Ismael Pérez Pina

Directores:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo;

Dr. Guillermo Ríos Ransánz

OBJETIVOS:

El proceso de producción de cobre por la vía pirometalúrgica a partir de concentrados conlleva varias etapas metalúrgicas: fusión, conversión, refino térmico y refino electrolítico [2, 25].   

Los concentrados están formados por sulfuros metálicos entre los que destacan por su abundancia la calcopirita, calcosina, cobellina, bornita, tetraedrita, pirita, galena, milerita, etc.  

En la etapa de fusión, los concentrados son llevados (mediante la adición de sílice) al interior de un solvus que origina dos fundidos inmiscibles: escoria y mata [16]. La escoria es un fundido silicatado rico en fayalita y con presencia de magnetita cuyo equilibrio depende fuertemente de la fugacidad de oxígeno [23] así como la disolución de cobre en la escoria fundida [24]. 

Por otra parte, la mata es un fundido sulfurado rico en sulfuro de cobre y sulfuro de hierro (60-66% Cu).  

Posteriormente, la etapa de conversión consiste en un proceso «batch» secuencial en el que se lleva a cabo la obtención de cobre blíster (99% Cu aprox) a partir de la mata obtenida de la etapa de fusión anterior. En el proceso de conversión se llevan a cabo dos etapas químicamente diferenciadas; eliminación del sulfuro de hierro remanente en la mata, generando escorias fayalíticas y dióxido de azufre. Posteriormente la segunda etapa consiste en la oxidación del sulfuro de cobre, generando cobre blíster y dióxido de azufre.  

Este cobre blíster es refinado térmicamente en hornos de afino para eliminar las últimas ppm de azufre contenidas en el fundido.

Finalmente, el cobre blíster refinado (>99,3% Cu) es tratado electrolíticamente para la obtención de cobre de elevada pureza (99,99% Cu).  

El proceso para obtener el cobre blíster está formado por reacciones exotérmicas en todas sus etapas y la temperatura del sistema es de 1200-1300ºC.  

Los fundidos formados interaccionan entre sí pero además con el refractario de los hornos tanto desde el punto de vista físico como químico, provocando la degradación de los mismos [8, 10] y por tanto la necesidad de ser reemplazados con el paso del tiempo.

Para la etapa de conversión, el horno más usado a nivel mundial es el Convertidor Pierce Smith. Como todos los hornos dedicados al proceso de fabricación del cobre, están revestidos de ladrillos refractarios de magnesia-cromo [6], los cuales sufren desgaste debido a diferentes procesos asociados a los fundidos como son el ataque de las escorias [12, 14], penetración de los fundidos en los poros del refractario [7, 11], estrés térmico [13] o el estrés mecánico [5].  

La solución de los problemas planteados requiere el análisis físico-químico de los procesos de interacción de los fundidos con el refractario, para lo cual es necesario la realización de estudios post-mortem en los que se analizan los procesos reactivos, la evolución de la porosidad y de la conductividad de los refractarios, la infiltración de los fundidos en el material refractario y la formación de fracturas así como la erosión de los mismos [5].

Aparte del análisis físico-químico, se hace necesario modelar la dinámica de los fundidos en el interior del horno y los procesos de transporte de calor y estrés térmico.

Silvia Pérez moreno

Director:

Dr. Juan Pedro Bolivar.

Presentada: 26/02/2018

Calificación Sobresaliente Cum Laude.

OBJETIVOS:

Este proyecto pretende un doble objetivo, realizar una exhaustiva caracterización de residuos aun sin valorizar, desde el punto de vista físico, químico, mineralógico, y microestructural, así como determinar el grado de movilidad de los diferentes contaminantes presentes en la matriz los mismos. En segundo lugar, y a partir de los resultados obtenidos en el primer objetivo y del estado del arte de las aplicaciones de residuos con propiedades similares, se realizará un diagnóstico de las mejores estrategias a seguir para su valorización.

Daniela Carolina Paz Gómez

Directores:

Dr. Juan Pedro Bolívar

Dra. Silvia Pérez Moreno

OBJETIVOS:

Este proyecto tiene como principal objetivo, evaluar y desarrollar posibles líneas de valorización para diferentes residuos y/o materiales secundarios generados en el proceso de producción de cátodos de cobre de alta pureza. Para ello, se realiza una exhaustiva caracterización fisicoquímica, mineralógico, microestructural de los residuos y se determina la movilidad de los contaminantes. Luego, se identifican y evalúan las posibles aplicaciones de residuos y se establecen las líneas de valorización. Finalmente, se diseñan y desarrollan los experimentos sobre líneas de valorización establecidas y se determinan las propiedades de los nuevos materiales.

Marta Vázquez Vázquez
marta.vvazquez@alu.uhu.es
Director:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo

Determinación de la temperatura de ignición de concentrados polimetálicos de sulfuros de cobre mediante análisis de termogravimetría.

Objetivos:

1.- Aplicación de técnicas de termogravimetría.

2.- Comparación de resultados teóricos y experimentales.

Ricardo Millán Becerro
ricardo_10992@hotmail.com

Directores:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo;

Dr. Jesús Ovalle

Máster Oficial de Geología y Gestión Ambiental de los Recursos Minerales (año académico 2015/2016).

Resumen:

El Trabajo Final de Máster se ha fundamentado en el periodo de prácticas externas, realizadas en la Fundición y Refinería de Atlantic Copper (Huelva, España). Dicho documento plasma el proceso metalúrgico desarrollado en la empresa, así como, las distintas tareas realizadas durante el periodo de prácticas, las cuales consistían en: estudio del proceso metalúrgico de cara a su optimización, gestión del conocimiento científico y vigilancia tecnológica, tratamiento de datos y análisis de resultados en proyectos I+D+i y documentar la puesta en marcha de nuevos equipos y tecnologías.

Irene Raposo
irene.raposo@alu.uhu.es 

Director:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo.

Objetivos:

1.- Análisis de los procesos en la Pirometalurgia del Cu.

2.- Análisis del Proceso de Fusión Flash y de los concentrados de Cu.

3.- Descripción matemática del Balance de Proceso de Fusión Flash.

4.- Objetivos de Proceso y Análisis de los factores.

5.- Estimación de la demanda de oxígeno, nitrógeno y sílice.

Letycia M. Verona

Director:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo.

Objetivos:

Aplicación de técnicas de separación mineral a concentrados metalúrgicos de cobre.

Título provisional: Desmontaje de concentrados metalúrgicos de cobre

Pedro Borrego

Directores:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo;

Dr. Francisco Córdoba

Resumen:

La Biometalurgia se describe como el conjunto de procesos biotecnológicos que aprovechan la interacción de determinados microorganismos con diferentes elementos metálicos o con los minerales que los contienen. En este trabajo se comprobó la capacidad de los microorganismos oxidantes del hierro y del azufre procedentes de diferentes cursos de aguas ácidas de la provincia de Hueva de crecer sobre escorias metálicas de fundición así como de provocar la lixiviación de los metales presentes en estas escorias. Este proceso es de gran interés ya que permite tanto el aprovechamiento de estos metales como la remediación de la escoria para otros usos.

Durante el transcurso del trabajo se comprobó la capacidad de crecimiento de los microorganismos acidófilos nativos de la provincia de Huelva en diferentes condiciones en presencia de escoria y la capacidad de estos de lixiviar metales mediante análisis de los metales disueltos en el medio, así como los efectos del proceso de biolixiviación en la escoria mediante la toma de imágenes de microscopia electrónica.

Marta Vázquez Vázquez
marta.vvazquez@alu.uhu.es
Director:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo

Objetivos:

1.- Análisis de los procesos en la Pirometalurgia del Cu.

2.- Análisis del Proceso de Fusión Flash y de los concentrados de Cu.

3.- Descripción matemática del Balance de Proceso de Fusión Flash.

4.- Objetivos de Proceso y Análisis de los factores.

5.- Estimación de la demanda de oxígeno, nitrógeno y sílice.

Fecha de lectura: 2 Marzo 2017

Calificación: Matricula de honor.

Irene Raposo
irene.raposo@alu.uhu.es 

Director:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo.

Objetivos:

1.-Estimación de la viscosidad en función de la composición del fundido basado en diferentes modelos.

2.-Uso del modelo de Stokes para procesos de decantación.

Fecha de lectura: 28 Septiembre 2017

Calificación: 9,4.

Letycia M. Verona

Director:

Dr. Ignacio Moreno-Ventas Bravo.

Objetivos:

El análisis de imagen es una técnica que tiene un enorme potencial en su uso en metalurgia para definir de forma cuantitativa la textura de las fases que componen los fundidos metalúrgicos y sus cristalizados. En este estudio se propone comprobar si el pixelaje mínimo de adquisición afecta a la fase estudiada y optimizar el pixelaje mínimo de adquisición para partículas esféricas o similares para su tratamiento con CSDCorrections. Estas técnicas se aplican al estudio de las gotas de mata contenidas en las escorias de cobre producidas en procesos de fusión flash. Como resultado de estos estudios se comprueba que el pixelaje mínimo de adquisición afecta directamente al número de partículas, pero de forma poco significativa al área adquirida de las mismas. Se propone un pixelaje mínimo de adquisición de 15 pixels para partículas subesféricas. Y se comprueba en los histogramas de tamaño (área y diámetro), así como en el CSD, que se produce un cambio en las condiciones de las muestras estudiadas.

Fecha de lectura: 20 Julio 2017

Nota: 9,58