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Glosarios y referencias portafolio n° 4

GLOSARIO

Cátodo: placas de pureza con una concentración del 99,9% provenientes de los procesos de electrorrefinación y electroobtención.

Ánodo: Son placas metálicas de cobre o plomo por donde entra la corriente eléctrica y son instalados en las celdas electrolíticas.

pirometalurgia: Es una rama de la metalurgia en la que la obtención y refinación de los metales se hace utilizando calor.

Cobre blíster: Cobre producido en los hornos convertidores, con purezas del 99,5%.

Concentrado de cobre: Pulpa obtenida desde la etapa de flotación, la cual contiene cobre, hierro y azufre.

Concentración: Es la proporción del elemento de interés que se tiene.

Referencias

FUNDAMENTOS DE METALURGIA EXTRACTIVA. (10–08)| https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2011/1/MI4100/1/material_docente/bajar?id=340610

CODELCO. (s. f.). Glosario de conceptos mineros | Codelco Educa. codelcoeduca. https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/edic/base/port/glosario.html

EcuRed. (2017b). Cátodo - EcuRed. | https://www.ecured.cu/C%C3%A1todo

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Portafolio n°4 Clase 12 y 13

¿Cuál es la función y utilidad de la etapa de tostación? ¿Qué rol juega en los procesos a alta temperatura?

La función de esta etapa es reducir el porcentaje (total) de algunos de los elementos para poder tener mayores concentraciones de los elementos de interés.

La tostación "purifica" el componente de interés mediante reacciones químicas sólido gaseosas que sucedean a altas temperaturas, es decir, convirtiendo sulfuros o azufre en gases para separarlos del concentrado.

Defina cada etapa señalando su finalidad, lo que ingresa como alimentación y el producto obtenido, además el cobre contenido en el producto: secado – tostación – fusión – convertidor – refino a fuego – electro refinación.

Secado- tostación

El mineral proveniente de la flotación pasa al secado para reducir la humedad, llevando ésta hasta un 0,1%, lo que ayuda a mejorar el balance térmico entre otras cosas. Luego de esto se lleva a la etapa de tostación, la que aumeta los porcentajes de concentración del cobre hasta un 50% y como se mencionó anteriormente, eliminando otros elementos de poco interés.

Fusión-convertidor

El mineral proveniente de la etapa de tostación pasa a la etapa de fusión, en la que el mineral se lleva a temperaturas del orden de los 1000°C, para formar escoria y mata (concentración hasta un 70%). Al salir de fusión se lleva al convertidor en donde las temperaturas ascienden hasta 200°C por sobre la etapa anterior, formando así "cobre blíster" y eliminando impurezas (As/Sb).

Refino a fuego-electro refinación

El mineral proveniente del convertidor pasa a un proceso de refinación a fuego, encargado de eliminar/reducir cualquier impureza que haya quedado de las etapas anteriores y así llevarlo hacia la etapa de electrorefinación, donde se eliminan todas las impurezas que hayan podido pasar de esta ultima etapa y que puedan quitarle propiedades al cobre, pasando por una electrólisis (se llega a una pureza del 99,9%).

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Glosario y referencias portafolio n°3 clase 9

GLOSARIO

Cátodos de cobre: Son placas de cobre de alta pureza obtenidasd desde el proceso de electrorrefinación y de electroobtención.

Electrorefinación: Es un proceso para producir cátodos de cobreque se realiza en celdas electrolíticas, en estas se ponen alternadamente un ánodo de cobre blister y un cátodo inicial de cobre puro, en una solución de ácido sulfúrico.

Celdas electrolíticas: Son las piscinas o recipientes donde se produce la electrólisis en el proceso de electroobtención y en el de electrorrefinación.

Cobre blíster: Es cobre con una pureza de 99,5% creado en los hornos convertidores.

Cobre de alta pureza: Es cobre con una alta conductividad eléctrica.

Ánodo: Son placas metálicas de cobre o plomo que se instalan en la celda electrolítica, y por éstas entra la corriente eléctrica (carga positiva).

REFERENCIAS

CODELCO. (s. f.). Glosario de conceptos mineros | Codelco Educa. codelcoeduca. https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/edic/base/port/glosario.html

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Portafolio n°3 clase 9

Explique para qué sirve el diagrama McCabe-Thiele en Hidrometalurgia ¿qué datos entrega? ¿cómo regula el proceso?

El diagrama de McCabe-Thiele permite saber las etapas que se requieren para que el trabajo tenga la mayor eficiencia posible, es decir, tener la mejor recuperación posible. Nos entrega la Isoterma de extracción, re- extracción y la recta de operación.

Calcule la extracción en cada etapa y la global del siguiente diagrama:

¿Cuáles son los problemas que se deben controlar en electro obtención? Señale y comente qué implican cada uno para el proceso. ¿Cómo perjudican?

La estabilidad química es un problema constante en la electroobtención, existe el sobre potencial en el cátodo y en el ánodo.

Investigue y señale qué normas existen para regular la aprobación de cátodos de cobre. Explique lo esencial de cada una y los rangos permitidos de impurezas.

Existen las normas ASTM b115 para regular la aprobación de los cátodos.

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Glosario y referencias portafolio n°3 clase 8

GLOSARIO

PLS: (Pregnant leaching solution) Se refiere a una solución proveniente desde la etapa de lixiviación que se ha enriquecido con una disolución de cobre.

LIXIVIACIÓN: Es un proceso hidrometalúrgico en donde se provoca la disolución de un elemento desde el mineral, para luego recuperarlo mediante procesos de electrólisis

CURADO: Es un proceso en donde se impregna el mineral con una solición ácida, antes de ser depositado en las pilas de lixiviación.

HIDROMETALURGIA: Es una rama de la metalurgia en la cual se extraen los elementos de interes desde óxidos a través de medios acuosos.

ELECTRÓLISIS: Es el proceso para obtener la depositación de un elemento desde una solución, mediante una corriente eléctrica.

Referencias

Marín Escalona, L. (2007). Aglomerado y curado en el proceso de lixiviación de minerales. Metsolver.

CODELCO . (08 de Enero de 2019). CODELCO EDUCA. Obtenido de https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/artic/20190109/asocfile/20190109005316/lixiviacion_media_t__cnico_080119.pdf

CODELCO. (s. f.). Glosario de conceptos mineros | Codelco Educa. codelcoeduca. https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/edic/base/port/glosario.html

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Portafolio n°3 Clase 8

¿Cuál es la importancia del aglomerado-curado en el funcionamiento de la pila de lixiviación? ¿cómo influye en la obtención de PLS?

Esta es una etapa previa a la lixiviación y es importante en el funcionamiento de la pila, ya que, le da una estabilidad adicional, la que disminuye las posibilidades de desmoronamiento.

La previa realización de esta etapa antes de la lixiviación es muy importante, ya que, se tiene una distribución más homogénea de la solución lixiviante, una solución más homogenea, una pila estable aumentando así el % rec. mineral y disminuyendo el consumo de reactivos, lo que nos hace conseguir un PLS con menor prescencia de impurezas y por lo tanto más limpio.

Investigue sobre la función que tiene el uso de la capa impermeable (HDPE, LDPE, VLDPE o PVC) y ¿cómo favorece el cuidado del medio ambiente? ¿Es suficiente?

La presencia de estas capas impermeables de polietileno (con distintas densidades) o de cloruro de polivinilo, nos ayuda tremendamente a mantener las soluciones aplicadas en lixiviación separadas del suelo, llevándolas a las canaletas evitando las fugas de estas soluciones tan dañinas y contaminantes para el medioambiente. De igual forma jamás va a ser suficiente solo una capa impermeable para prevenir daños en el medioambiente, ya que, el solo hecho de realizar esta actividad ensucia con emisiones de igual manera.

Protegemos hacia abajo, pero no hacia arriba.  

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Glosario y referencias Portafolio n°2 clase 7

Relave: Es el residuo generado, una mezcla de mineral molido y agua resultante de la flotación.

Concentrado [de cobre]: Es una pulpa proveniente del proceso de flotación, está compuestas por súlfuros [de cobre, fierro] y una serie de sales de otros metales.

Recuperación metalúrgica: Es una razón entre la masa útil del concentrado y la alimentación en la flotación.

Flotación: Es el proceso que sigue después de la molienda, en éste el material obtenido desde la etapa anterior se sumerge en piscinas (junto a reactivos), en donde se bombea aire desde el fondo para producir las burbujas en donde, gracias a los reactivos, nuestro elemento de interés ingresa y como lo dice el nombre flota hacia la superficie.

Referencias

Codelco Chile. (2016, 22 junio). Glosario. http://www.codelco.com. https://www.codelco.com/glosario/prontus_codelco/2016-06-22/175933.html#vtxt_cuerpo_T17

Codelco Chile. (s. f.). Proceso de flotación del cobre | Codelco Educa. www.codelcoeduca.cl. https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/edic/base/port/flotacion.html

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Portafolio n°2 Clase 7

Con respecto al ejercicio creo que el proceso cumpliría el objetivo de aumentar la recuperación metalúrgica y las leyes, pero a su vez me parece que los valores obtenidos en la cola o relave, tiene una ley muy alta y esta no debe ser menor a 0,1% , por lo que no creo que esto sea coherente, por lo que lo más probable es que haya calculado mal algún valor y obtenido un error de arrastre.

La Flotación:

¿Por qué es importante el proceso de flotación? ¿Cuál es su relevancia para la siguiente etapa? ¿Qué indicadores se deben considerar durante el proceso industrial?

La flotación es un proceso fundamental, ya que, separa el material que no nos interesa, de nuestro elemento de interés y así mismo provoca un incremento en la recuperación metalúrgica de éste. Este último, junto a las leyes son unos de los indicadores que nos ayudan a saber si el proceso está yendo hacia una buena dirección.

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Glosario y referencias Portafolio n° 2 clase 4

Glosario

Chancado: Es el proceso en el que el material obtenido desde la mina es reducido hasta obtener un tamaño menor y homogeneizado. Su principal objetivo es reducir estas rocas desde tamaños de 1 - 2 metros, hasta al menos media pulgada de diámetro.

Molienda: Es el proceso que sigue al chancado en el caso de los súlfuros, aquí se intenta reducir el tamaño al menos 0,18 milímetros para poder reducir el material y separar las particulas de cobre lo mejor posible del resto.

Molino de Barras: Este equipo es un tipo de molino que se encuentra relleno de barras con un diametro de 3,5 pulgadas, las que caen y se mueven dentro del equipo rompiendo el material en su interior.

Molino de bolas: Este equipo funciona como el anterior, pero se encuentra relleno de bolas de distintos tamaños que al igual que en el de barras, se mueven dentro del equipo rompiendo el material que está en su interior.

Molienda SAG: En este proceso, el equipo funciona parecido al molino de bolas, pero además de estas se tiene agua y cal. El material se rompe por el mismo movimiento de las particulas.

Referencias

Codelco Chile. (s. f.). Proceso de molienda del cobre | Codelco Educa. www.codelcoeduca.cl. https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/edic/base/port/molienda.html

Codelco Chile. (s. f.). Molienda "Todo a la juerga"| Codelco Educa. www.codelcoeduca.cl. https://www.codelcoeduca.cl/codelcoeduca/site/artic/20190109/asocfile/20190109005343/molienda_media_t__cnico_060119.pdf

Minero, R. T. (2019, 12 diciembre). ¿Qué es la Conminución de Minerales en Metalurgia? Tiempo Minero. https://camiper.com/tiempominero-noticias-en-mineria-para-el-peru-y-el-mundo/que-es-la-conminucion-de-minerales-en-metalurgia/

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Portafolio n°2 Clase 4.

!Esquema de chancado y molienda¡

¿Cuál es la importancia del proceso de conminución?

Lo importante de este proceso es que gracias a él se puede extraer los elementos de interés separándolos de la ganga, a su vez aumenta el tamaño de la superficie de las partículas para acelerar los procesos de lixiviación o flotación y disminuye los costos operacionales.      

Uno de los mayores problemas son los costos por energía, los proceso de chancado y molienda, en especifico este último, tienen un consumo de energía muy elevado y este aumenta inversamente proporcional al tamaño que se busca, es decir, mientras más pequeña la partícula más es la energía que se va a necesitar.  Otro “problema” más dirigido al proceso de chancado es el uso del mismo equipo, al golpear o impactar con los minerales de gran tamaño, estos se desgastan más rápido y por ende fallan más rápido también.                                                                                         

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Glosario y referencias clase n°2

Glosario:

Hábito: Forma de los cristales cuando estos crecen agrupados.

Foliación: Formas que toman las rocas al romperse.

MOHS: es una escala que se utiliza para saber la dureza de un mineral, esta ve desde 1 a 10, siendo 1. Talco el más débil y 10. Diamante el más duro.

Pleocroísmo: Cambio de color con nicoles paralelos.

Birrefringencia: Es la propiedad de los objetos de dividir los rayos de luz.

Ley de mineral: Es la concentración del mineral presente en la roca.

REFERENCIAS:

Statista. (2021, 3 marzo). Países líderes en la producción de litio a nivel mundial 2020. https://es.statista.com/estadisticas/600308/paises-lideres-en-la-produccion-de-litio-a-nivel-mundial/

Statista. (2021b, marzo 5). Países líderes en la producción de cobalto a nivel mundial 2020. https://es.statista.com/estadisticas/635437/paises-lideres-en-la-produccion-de-cobalto-a-nivel-mundial/

Comisión Chilena del Cobre. (2018, diciembre). MERCADO INTERNACIONAL DEL LITIO Y SU POTENCIAL EN CHILE. https://www.cochilco.cl/Mercado%20de%20Metales/Informe%20Litio%209%2001%202019.pdf

Hitpass, N. (2019, 28 marzo). Nueve prospectos de cobalto en Chile crean expectativas para el mayor desarrollo de la electromovilidad. Guía Minera de Chile. https://www.guiaminera.cl/nueve-prospectos-de-cobalto-en-chile-crean-expectativas-para-el-mayor-desarrollo-de-la-electromovilidad/

COCHILCO. (2018, diciembre). INFORME MERCADO DE MINERALES Perspectivas 2019. https://www.cochilco.cl/Mercado%20de%20Metales/informe%20Mercado%20de%20Minerales%202019.pdf

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Clase n°2

Escoja un mineral que no se haya mencionado en la clase y describa sus características siguiendo como ejemplo las propiedades explicadas. Serpentina La serpentina es un mineral perteneciente al grupo de los filosilicatos y su fórmula química es Mg3[Si2O5](OH)4. Se asocia comúnmente a rocas metamórficas de contacto y a las alteraciones hidrotermal de silicatos como piroxenitas.

Sistema: monoclínico.

Birrefrigencia: Muy baja (0,001 a 0,010)

Color: Jaspeados con tonos verdes claros y oscuros amarillentos.

Brillo: Graso y sedoso en fibras.

Hábito: Nunca cristales desarrollados, laminar y fibroso.

Dureza: 3-5 en la escala de MOHS.

Raya: No presenta.

Foliación: Regular.

Con respecto a la mirada mundial de la producción de metales, ¿Qué posición tiene el cobalto, el litio? ¿Qué rol está tomando en el mercado? ¿Cree ud que puede ser el mineral de interés del futuro? ¿Por qué? [Datos publicados en febrero de 2021] Entre países lideres en la producción de Lito se puede encontrar a Australia con 40000, seguido de Chile con 18000 y China con 14000 toneladas métricas anuales. Con respecto a la producción mundial de Cobalto, la República Democrática del Congo lidera con aproximadamente 95000 toneladas métricas, seguido de Rusia con una mínima producción de 6300 toneladas métricas frente al anterior productor.

Según Cochilco y USGS (2018), la demanda del Litio solo ha ido en aumento de una forma exponencial a medida que pasan los años, llegando a tener un crecimiento de 8,9% en tan solo 6 años (periodo 2011-2017). De la misma forma (aunque de forma especulativa), se prevé que la demanda anual del cobalto entre los años 2017 y 2022 aumente hasta un 9,6%.

El uso del litio para la fabricación de baterías alcanzó un 46% en el año 2017, lo que demostró que esto solo podría ir en aumento, si pensamos a futuro y vemos que cada vez existen más movimiento a favor de la sostenibilidad, la sustentabilidad y el cuidado del medioambiente, nos damos cuenta de la posibilidad de volver todo mucho más ecológico en unos cuantos años es bastante realista. Esto da a pensar que el uso, por ejemplo, de automóviles eléctricos como medio menos contaminante se masificaría y en un futuro le daría un interés muchísimo más alto del que ya tiene el litio y a su vez aumentaría el interés por el cobalto, pensando en que estos necesitarían mucho de este metal para la creación de baterías más potentes y recargables para estos automóviles.

Cálculo de leyes

CuFeS2 :

Ley de S =34,9%

Ley de Fe= 30,45%

Ley de Cu=34,64%

Cu5FeS4:

Ley de Cu= 63.34%

Ley de Fe= 11.13%

Ley de S=25.53%

FeS2:

Ley de Fe=46,59%

Ley de S= 53,41%

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Glosario y referencias Clase n°1

Glosario:

Metalurgia: Es la obtención de metales a través de minerales. Bolsa de metales de Londres: Es un foro global donde se manejan los valores/precios pasados, actuales y futuros de distintos metales. Lixiviación: Es la separación de sustancias dentro de un material sólido, utilizando disolventes. Hidrometalurgia: Es la rama de la metalurgia extractiva que se ocupa de recuperar el metal por medio de soluciones líquidas. Pirometalurgia: Es la rama de la metalurgia extractiva que se ocupa de la refinación del metal por calor, como la fundición. Sustentabilidad: Es algo que puede sostenerse a través del tiempo sin agotar los recursos o perjudicar al medioambiente.

REFERENCIAS:

Statista. (2021d, marzo 5). Países líderes en la producción de plomo a nivel mundial 2020. https://es.statista.com/estadisticas/635363/paises-lideres-en-la-produccion-de-plomo-a-nivel-mundial/ Statista. (2021c, marzo 3). Países líderes en la producción de plata a nivel mundial 2020. https://es.statista.com/estadisticas/635365/paises-lideres-en-la-produccion-de-plata-a-nivel-mundial/ Statista. (2021b, febrero 25). Países líderes en producción de molibdeno a nivel mundial 2020. https://es.statista.com/estadisticas/1139885/paises-lideres-en-produccion-de-molibdeno-a-nivel-mundial/ Statista. (2021a, febrero 10). Países líderes en la producción de oro a nivel mundial en 2020. https://es.statista.com/estadisticas/635361/paises-lideres-en-la-produccion-de-oro-a-nivel-mundial/ Maldonado, Y. (2021b, octubre 23). ▷ Los 10 Usos del Molibdeno más Importantes ¿Para qué sirve? GEOLOGIAWEB. https://geologiaweb.com/elementos-quimicos/usos-del-molibdeno/ Maldonado, Y. (2021a, mayo 22). ▷ Los 17 Usos de la Plata más importantes ¿Para qué sirve? GEOLOGIAWEB. https://geologiaweb.com/minerales/usos-plata/#Para_que_se_utiliza_la_plata Exchange, T. L. M. (s. f.). Home | London Metal Exchange. Lme. https://www.lme.com/en/ Editorial. (2017, 9 febrero). Minería: ¿En qué se usa el oro, la plata, el cobre y el zinc? Outletminero. https://outletminero.org/mineria-en-que-se-usa-el-oro-la-plata-el-cobre-y-el-zinc/ Editorial. (2016, 15 febrero). Cobre, propiedades y usos. Outletminero. https://outletminero.org/que-es-el-cobre/

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Clase n°1

Considere la situación de Chile e investigue los principales metales (al menos 5) que se comercializan en el país. Indique su precio en la bolsa de metales, señale la competencia mundial que existe, sus principales aplicaciones.

Oro (Au): El oro es uno de los metales preciosos por excelencia, siendo la joyería uno de sus principales usos, también es usado en algunos medicamentos, computadores y la mayoría de los dispositivos electrónicos (incluyendo vehículos) tienen pequeñas partes compuestas por este, también sirve en las exploraciones espaciales protegiendo de la luz solar y radiación. En 2020, China fue el principal país productor de oro del mundo, con aproximadamente 380 ton métricas, siguiéndole Australia y Rusia. Plata (Ag): La plata es utilizada mayormente en la electrónica, monedas y medallas, luego de esto le siguen la fotografía no digital y la joyería. Al igual que el oro tiene algunos usos en la medicina ya que mata a las bacterias al absorber oxígeno. En el año 2020, México fue principal productor de plata, con aproximadamente 5.600 ton métricas, seguido de Perú y China. Molibdeno (Mb): Este metal es usado principalmente para producir lubricantes para motores, pintura, fertilizantes para la agricultura, en la aleación Mb- hierro fundido para bloques de motores, como catalizador químico, en construcciones, radiofármacos y en aleaciones con renio con propósitos para el desarrollo de la fabricación de implantes médicos duraderos y compatibles. En el año 2020, China fue el principal país productor de molibdeno del mundo, con aproximadamente 96.000 toneladas, seguido de Chile y Estados Unidos. Plomo (Pb): El principal uso del plomo era para la fabricación de tuberías y conductos, pero se ha reemplazado debido al daño a la salud que produce el mismo. Se utiliza también para el recubrimiento de materiales radiactivos y sustancias químicas peligrosas, pero su uso más común es como ingrediente en la fabricación de las puntas de balas, cerámicas, plásticos y aleaciones para las soldaduras. En el año 2020, China fue el principal país productor de Plomo del mundo, con aproximadamente 2 millones de toneladas métricas, seguido de Australia con tan solo 480000 ton métricas. Cu (Cu): Es utilizado principalmente para fabricar tuberías, disipadores de calor, microondas, pararrayos, algunas partículas de cobre en suplementos nutricionales y fungicidas, sulfato de cobre para quitar el Moho, componentes electrónicos, eléctricos y en una combinación con níquel para la construcción naval. Durante el año 2020, Chile llegó a producir 5,7 millones de toneladas métricas, siendo el principal productor, seguido por Perú con 2,2 millones de toneladas y China con 1,7 millones de toneladas.

[Precios obtenidos en la bolsa de metales de Londres al 29-03-22]

Au 1.911,050 (US$/oz/tr)

Cu 10.348,00 (US$/ton)

Pb 2.393,00 (US$/ton)

Mb 19,25 (US$/lb)

Ag 24,640 (US$/oz/tr)

¿qué procesos cree ud. que debieran verse afectados por esta mirada de sustentabilidad y uso de recursos renovables? Bajo mi punto de vista, los procesos Hidrometalúrgicos podrían verse afectados, ya que, la mirada sustentable abarca parte de la mirada ecológica y para muchos la lixiviación por pilas, por la forma en que se hace y lo que se usa para la misma, puede ser contaminante si es que la mezcla de ácido y agua llegan a penetrar en los suelos, junto a esto; la utilización de agua para estos procesos como recurso.

¿Cómo contaría ud la historia del descubrimiento del fuego para relacionarlo con la metalurgia? El fuego habría sido descubierto y utilizado principalmente para iluminar y cocinar alimentos, creando así los primeros hornos. El fuego más tarde “mostró” sus propiedades para poder moldear los metales con los que los humanos pudieron crear armas, creando así los primeros hornos de metales, formando así lo que se llama “metalurgia” o “pirometalurgia”.

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Expectativas

¿Qué espera del curso?

Principalmente poder rellenar aquellos vacíos de conocimiento en los cursos del área metalúrgica que pudieron ser creados por motivos como la crisis social, pandemia u otros.

¿Qué temas le interesan?

Siempre me han llamado la atención algunos procesos hidrometalúrgicos como son la lixiviación por pilas, la extracción por solventes o procesos pirometalúrgicos como la flotación.

¿Tiene como meta o interés trabajar en minería?

Al entrar a Ingeniería civil de Minas, mi principal meta es trabajar en esa área.

¿ Qué lo motivó a estudiar Ing. Civil Química/Minas?

A pesar de siempre preferir e ir por el lado ecológico cada vez que me es posible, la minería (a pesar de ser un gran contaminante) me parece muy interesante, sobre todo en el área de la tronadura y todas las cosas especificas que se deben hacer para que todo el proceso se desarrolle correctamente.