Evaluación de la desmineralización química de semiantracitas provenientes de minas ubicadas en Boyacá y Santander (Colombia)

Introducción− El uso no energético de carbones de alto rango (antracitas) tiene un gran potencial en industrias tales como la metalurgia y en la síntesis de nuevos materiales carbonosos. Sin embargo, antes de su uso en estas aplicaciones, estos deben ser tratados para eliminar impurezas o compuestos...

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Autores:: Lugo Martinez, Wilmer Alexander
Avila Rios, Huber Yesid
Vanegas Chamorro, Marley Cecilia
Albis Arrieta, Alberto
Ardila Barragán, Marco Antonio

Tipo de recurso:: Article of journal

Fecha de publicación:: 2019

Institución:: Corporación Universidad de la Costa

Repositorio:: REDICUC - Repositorio CUC

Idioma:: spa

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description	Introducción− El uso no energético de carbones de alto rango (antracitas) tiene un gran potencial en industrias tales como la metalurgia y en la síntesis de nuevos materiales carbonosos. Sin embargo, antes de su uso en estas aplicaciones, estos deben ser tratados para eliminar impurezas o compuestos no deseados. Objetivo− Evaluar la eficiencia del proceso de desmineralización química de semiantracitas mediante el uso de diferentes ácidos variando las condiciones de operación del proceso. Metodología− Se realizó la caracterización química de dos muestras: Boavita (B) y Capitanejo (C) provenientes de minas de Boyacá y Santander (Colombia), respectivamente. Se evaluó la remoción de cenizas y materia mineral de las muestras utilizando [HCl] = 5M, HF 40% y HCl 38% a dos diferentes tiempos de reacción (45 y 60 minutos) y dos tamaños de partícula del material (250 y 500 µm). Resultados− Los valores mínimos de contenido de cenizas (bs) alcanzados mediante el proceso de desmineralización para las muestras B y C, fueron 0,65 y 0,76% respectivamente, los cuales se obtuvieron con tamaño de partícula de 250 µm y 60 minutos de exposición en cada uno de los ácidos empleados en este estudio. Conclusiones− A menor tamaño de partícula se incrementa la superficie de contacto y mejora el grado de desmineralización, independientemente del tiempo de exposición a los ácidos. La eficiencia del beneficio químico muestra rendimientos en la reducción de silicatos, aluminatos y aluminosilicatos al 100%, mientras que para minerales férricos está por encima del 50%.
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Metodología− Se realizó la caracterización química de dos muestras: Boavita (B) y Capitanejo (C) provenientes de minas de Boyacá y Santander (Colombia), respectivamente. Se evaluó la remoción de cenizas y materia mineral de las muestras utilizando [HCl] = 5M, HF 40% y HCl 38% a dos diferentes tiempos de reacción (45 y 60 minutos) y dos tamaños de partícula del material (250 y 500 µm). Resultados− Los valores mínimos de contenido de cenizas (bs) alcanzados mediante el proceso de desmineralización para las muestras B y C, fueron 0,65 y 0,76% respectivamente, los cuales se obtuvieron con tamaño de partícula de 250 µm y 60 minutos de exposición en cada uno de los ácidos empleados en este estudio. Conclusiones− A menor tamaño de partícula se incrementa la superficie de contacto y mejora el grado de desmineralización, independientemente del tiempo de exposición a los ácidos. La eficiencia del beneficio químico muestra rendimientos en la reducción de silicatos, aluminatos y aluminosilicatos al 100%, mientras que para minerales férricos está por encima del 50%.Introduction: The non-energy use of coals of high rank (anthracite) has a great potential in industries such as metallurgy and in the synthesis of new carbonaceous materials, however, prior to be used in this application they must be treated for removing impurities or undesirable compounds. Objective: To evaluate the efficiency of the chemical benefit process for the demineralization of anthracites. Method: The chemical characterization of two samples was carried out: Boavita (B) and Capitanejo (C), from mines of Boyacá and Santander, respectively. Removal of ash and mineral matter from samples was evaluated using 5M HCl, 40% HF, and 38% HCl at two different reaction times (45 and 60 minutes) and two particle sizes of the material (250 and 500 μm). Results:&nbsp; The minimun values reached during the demineralization process for samples B and C, were 0.65 and 0.76% ash (bs) respectively, which were obtained with a particle size of 250 μm and 60 minutes exposure in each of the acids used in this study. Conclusions: The smaller the particle size, the contact surface increases and the degree of demineralization improves, independently of the time of exposure to acids. The efficiency of the chemical benefit shows yields in the reduction of silicates, aluminates and aluminosilicates, of 100%, while for ferrous minerals it is above 50%.application/pdftext/htmlapplication/xmlspaUniversidad de la CostaINGE CUC - 2019http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessEsta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/1840Anthracite coalchemical beneficiationmineral matterdemineralizationHydrochloricacid; Hydrofluoricacidanthracite coalbeneficio químicomateria mineraldesmineralizaciónácido clorhídricoácido fluorhídrico.antracitasEvaluación de la desmineralización química de semiantracitas provenientes de minas ubicadas en Boyacá y Santander (Colombia)Evaluation of demineralization of semi-anthracites from mines located in Boyacá and Santander (Colombia)Artículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Inge Cuc J. M. Andrésen, C. E. Burgess, P. J. Pappano and H. H. Schobert, “New directions for non-fuel uses of anthracites,” Fuel Processing Technology, vol. 85, no. 12, pp. 1373–1392, Aug. 2004. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2003.05.001 W. Xia, G. Xie and Y. Peng, “Recent advances in beneficiation for low rank coals,” Powder Technol., vol. 277, pp. 206–221, Jun. 2015. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.03.003 I. M. Mejia Villarreal, “Producción de carbón ultralimpio por desmineralización física y química”, M. S. thesis, Dept. Ing. Quim., Universidad del Valle, Cali, Colombia, 2004. M. Alfaro-Domínguez, F. J. Higes-Rolando, M. L. Rojas-Cervantes and V. Gómez-Serrano, “Demineralisation of semi-anthracite char with molten salts/HCl. Effects on the porous texture and reactivity in air,” Appl. Surf. Sci., vol. 252, no. 17, pp. 6005–6008, Jun. 2006. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.11.002 J. W. Leonard, Coal preparation. 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Smith, Infrared Spectral Interpretation: A Systematic Approach. Boca Raton, Florida, USA: CRC Press Taylor and Francis Group, 1998. A. M. Puziy, O. I. Poddubnaya, A. Martínez-Alonso, A. Castro-Muñiz, F. Suárez-García and J. M. D. Tascón, “Oxygen and phosphorus enriched carbons from lignocellulosic material,” Carbon N. Y., vol. 45, no. 10, pp. 1941–1950, Sep. 2007. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.06.014 H. Machnikowska, A. Krztoń, and J. Machnikowski, “The characterization of coal macerals by diffuse reflectance infrared spectroscopy,” Fuel, vol. 81, no. 2, pp. 245–252, Jan. 2002. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(01)00125-9 G. Socrates, Infrared and Raman characteristic group frequencies: tables and charts. Hoboken, Nueva Jersey, USA: John Wiley & Sons, 2004. P. C. Painter, M. Starsinic, E. Squires and A. A. Davis, “Concerning the 1600 cm−1 region in the i.r. spectrum of coal,” Fuel, vol. 62, no. 6, pp. 742–744, Jun. 1983. https://doi.org/10.1016/0016-2361(83)90317-4 S. Zhang, Z. Chen, X. Chen and X. Gong, “Effects of ash/K2CO3/Fe2O3 on ignition temperature and combustion rate of demineralized anthracite,” J. of Fuel Chemistry and Technol., vol. 42, no. 2, pp. 166-174, Feb. 2014. https://doi.org/10.1016/S1872-5813(14)60013-X X. Gong and S. Zhang, “Changes in char structure due to inorganic matters during anthracite pyrolysis,” Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 127, pp. 170-175, Sept. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2017.08.011P. Meshram, B. K. Purohit, M. K. Sinha, S. K. Sahu and B. D. 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