Análisis elemental cuantitativo de salmueras concentradas por espectroscopía de emisión atómica por llama mediante el desarrollo de un prototipo de bajo costo
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Date
2021
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Abstract
El avance mundial hacia la electromovilidad ha posicionado al litio como metal estratégico
para la fabricación de baterías y Chile cumple un rol relevante como productor de carbonato
de litio desde salmueras cloruradas del Salar de Atacama. La hidrometalurgia del litio, que
consiste mayoritariamente en concentración por evaporación solar de agua en pozas y
procesamiento en planta de carbonato de litio requiere el monitoreo a tiempo, preciso y en
terreno de los constituyentes de la salmuera durante el proceso. La mayoría de los métodos
de medición convencionales son dependientes de la preparación y medición de muestras en
el laboratorio con el respectivo desfase de tiempo y costo, además de ser prohibitivo de
realizar in situ mediante los métodos tradicionales de análisis químico.
En esta investigación, mediante el desarrollo de un instrumento prototipo de bajo costo
basado en espectroscopía de emisión atómica por llama, se realizó el análisis y medición de
las líneas de emisión atómica características de las principales transiciones electrónicas de
Li, Na y K (en ~670, ~590 y ~769 nm) en salmueras cloruradas y se pudo proporcionar una
curva de calibración mediante un ajuste lineal para estimar la concentración elemental, con
un tiempo de respuesta en segundos, en el rango entre 5 y 5 000 ppm para Li y entre 10 y 5
000 ppm para Na y K. Además, se estudiaron experimentalmente los efectos de interferencia
del resto de los elementos presentes en la salmuera y la interacción entre ellos, mostrando
que no tienen un efecto significativo en la medición de los 3 metales alcalinos.
La extensión del rango lineal de la curva de calibración (3 órdenes de magnitud), los límites
de detección y cuantificación obtenidos para los 3 elementos (en el rango de partículas por
millón), y la baja complejidad y costo del instrumento prototipo validan la técnica como una
propuesta de valor para el monitoreo de salmueras concentradas de litio.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021