Browsing by Author "Arauzo Ayre, Claudia Maria"

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    Laser-Induced Surface Vitrification for the Sustainable Stabilization of Copper Tailings
    (2025) Sáez Navarrete, César; Baraza, Xavier; Ramos Grez, Jorge; Sans, Carmen; Arauzo Ayre, Claudia Maria; Coca, Yoandy
    This study introduces CO2 laser surface vitrification as an innovative method for managing copper mining tailings, offering a sustainable solution to critical challenges in mineral processing. This technique transforms tailings into a stable and impermeable layer, immobilizing hazardous metals contained within them. By achieving vitrification at the surface level and operating at temperatures around 1200 °C, the process significantly reduces energy consumption compared to traditional vitrification methods, making it suitable for large-scale applications in remote mining sites. Detailed geochemical and mechanical analyses confirmed the formation of a dense vitreous matrix with high hardness (7.19–7.48 GPa) and reduced permeability, ensuring compliance with stringent environmental regulations. However, the brittle nature of the vitrified layer underscores the need for further research to enhance mechanical resilience. This work positions CO2 laser vitrification as a transformative approach for integrating energy-efficient technologies into mineral processing, addressing key environmental concerns while advancing the sustainable management of mining waste.
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    Vitrificación superficial de relaves por fundición puntual como técnica de sellado y recubrimiento de depósitos mineros
    (2019) Arauzo Ayre, Claudia Maria; Sáez Navarrete, César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El presente estudio analiza el proceso de vitrificación superficial de relaves por fundición puntual, como método innovador y eficaz de sellado y encapsulamiento de depósitos mineros capaz de evitar procesos de erosión y lixiviación por infiltración de agua. Tres muestras de relaves mineros de la comuna de Andacollo-Chile, provenientes de mineras de Cu, se trataron térmicamente mediante el escaneo superficial con láser de CO2 (VL) a 1200°C, valor por sobre el punto de fusión Tf ≈1160°C (determinado mediante un análisis TGA/DSC). El producto vítreo obtenido se caracterizó física, química y mecánicamente; y se comparó con otro obtenido por vitrificación convencional empleando mufla (VM). Para VL, los análisis XRD mostraron un amorfismo superior al 90%, asegurando una estructura compacta e interconectada y una baja cristalinidad compuesta por cuarzo y magnetita. Los análisis SEM-EDS destacaron superficies con incrustaciones mineralógicas de Cu-Fe y microburbujas vítreas que encapsulan gases tóxicos evitando su emisión. El material resultante presentó una elevada microdureza (Hv) (7,19 GPa) y una baja resistencia a la tracción (0,1 MPa). Por el contrario, para las probetas VM se obtuvo solo un ~34% de amorfismo, una mayor variedad de minerales como cristobalita, diópsido ferroso, corindón y hematita; destacando una superficie vítrea de alta dureza mecánica (7,48 GPa). Los análisis de lixiviación a las probetas con VL demostraron la inmovilización de los metales pesados: Cu, Zn, Pb, As, Cr, Ni, Cd y Hg; confirmando la obtención de un material durable y resistente a la erosión por lluvias ácidas. Adicionalmente los ensayos de infiltración determinaron alta impermeabilidad al flujo de agua (k<1x10-7 cm/s). Los resultados muestran la eficacia de la vitrificación superficial puntual con láser, sobre un relave, permitiendo la obtención de una capa vítrea delgada, inerte, resistente e impermeable, que le otorga estabilidad química al relave, evitando que ocurran procesos de dispersión por viento y lixiviación por infiltración acuosa