Thesis: Modelamiento termoquímico y de la especiación iónica del siste electrolítico CuSO₄ - H₂SO₄ - H₂O en el rango de temperatura 0 - 100 °C
| datacite.subject.fos | Engineering and technology::Chemical engineering | |
| dc.contributor.department | Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales | |
| dc.contributor.guia | Casas De Prada, Jesus Manuel | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | Fuentes Fredes, Aldo Nicolás | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-07T20:44:55Z | |
| dc.date.available | 2026-07-07T20:44:55Z | |
| dc.date.issued | 2022-12 | |
| dc.description.abstract | En este trabajo se han desarrollado modelos que permiten estimar conjuntamente la especiación iónica y propiedades, tales como: actividad del agua, solubilidades, densidad y conductividad iónica en el sistema electrolítico CuSO₄ – H₂SO₄ – H₂O en el rango de temperatura 0–100 °C, el cual forma la base de los procesos hidrometalúrgicos de producción de cátodos de cobre vía electro-obtención y de sulfato de cobre pentahidratado. Para ello, se efectuó una parametrización de los modelos matemáticos requeridos, tales como: el modelo de interacción iónica de Pitzer, la EOS HKFmoRR y la ecuación Casteel-Amis, mediante el uso del programa computacional PHREEQC, en acople con el software de optimización PEST. Esto permitió obtener desviaciones estándar de un 0,3 %, 1,2 %, 0,3 % y 14,6 % en actividad del agua, solubilidades de CuSO₄·5H₂O, densidades y conductividades iónicas, respectivamente, en el sistema ternario estudiado. Los resultados de la especiación iónica calculada en el sistema ternario CuSO₄ – H₂SO₄ – H₂O mostraron que las especies principales son: Cu²⁺, SO₄²⁻, CuSO₄⁰, H⁺ y HSO₄⁻. La estabilidad del ion sulfato (sulfato libre) disminuye a medida que aumenta la concentración total de ácido sulfúrico, por efecto de la asociación iónica de complejos como: HSO₄⁻, CuSO₄⁰ y H₂SO₄⁰. Este trabajo aporta con nuevos valores de los parámetros de interacción de Pitzer en función de la temperatura, principalmente los relacionados con los complejos neutros H₂SO₄⁰ y CuSO₄⁰ (λₙᵢ y ζₙᵢⱼ). Los modelos desarrollados contribuirían a la mejora de los sistemas de control automático y al monitoreo de soluciones de electrólitos mediante su aplicación en sensores virtuales o soft-sensors. | es |
| dc.description.abstract | In this work, models have been developed that allow the joint estimation of ionic speciation and properties such as water activity, solubilities, density, and ionic conductivity in the electrolytic system CuSO₄ – H₂SO₄ – H₂O over the temperature range 0–100 °C, which forms the basis of the hydrometallurgical processes for the production of copper cathodes by electrowinning and copper sulfate pentahydrate. To achieve this, the required mathematical models, including the Pitzer ion interaction model, the EOS HKFmoRR, and the Casteel-Amis equation, were parameterized using the PHREEQC computer program coupled with the PEST optimization software. This allowed standard deviations of 0.3%, 1.2%, 0.3%, and 14.6% to be obtained for water activity, CuSO₄·5H₂O solubilities, densities, and ionic conductivities, respectively, in the ternary system studied. The results of the ionic speciation calculated for the ternary system CuSO₄ – H₂SO₄ – H₂O showed that the main species are: Cu²⁺, SO₄²⁻, CuSO₄⁰, H⁺, and HSO₄⁻. The stability of the sulfate ion (free sulfate) decreases as the total sulfuric acid concentration increases due to the ionic association of complexes such as HSO₄⁻, CuSO₄⁰, and H₂SO₄⁰. This work contributes new values of the Pitzer interaction parameters as a function of temperature, mainly those related to the neutral complexes H₂SO₄⁰ and CuSO₄⁰ (λₙᵢ and ζₙᵢⱼ). The developed models would contribute to the improvement of automatic control systems and the monitoring of electrolyte solutions through their application in soft sensors. | en_US |
| dc.description.degree | Magíster en Ciencias de la Ingeniería Metalúrgica | |
| dc.format.extent | 167 páginas | |
| dc.identifier.barcode | MC_AF_2022 | |
| dc.identifier.doi | 10.71959/17jk-tz36 | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/4434 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.71959/17jk-tz36 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | |
| dc.subject | Especiación iónica | |
| dc.subject | Sulfato de cobre | |
| dc.subject | Ácido sulfúrico | |
| dc.subject | Modelo de Pitzer | |
| dc.subject | Hidrometalurgia | |
| dc.subject | Conductividad iónica | |
| dc.subject | Electro-obtención | |
| dc.title | Modelamiento termoquímico y de la especiación iónica del siste electrolítico CuSO₄ - H₂SO₄ - H₂O en el rango de temperatura 0 - 100 °C | |
| dc.type.driver | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dspace.entity.type | Tesis |
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