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Los minerales de telururo de oro son refractarios a la cianuración convencional, por lo que para su procesamiento requieren de un tratamiento previo, o el uso de agentes lixiviantes alternos al cianuro. La creciente presencia de los telururos de oro, ha creado la necesidad de buscar nuevas alternativas para el tratamiento de este tipo de minerales. En este trabajo se propone un proceso de extracción empleando ácido de Caro como pre oxidante del mineral para una posterior cianuración convencional. Para esto, se utilizó un mineral de telururo de oro, ya cianurado con anterioridad, con presencia de calaverita (AuTe2). Se encontró que el ácido de Caro es un efectivo agente lixiviante, produciendo una disolución ácida directa y permitiendo la obtención de valores de oro que se consideraban no recuperables.

En este proyecto se investigó el efecto de la adición de Li sobre la precipitación y sedimentación de los compuestos intermetálicos de Fe en la aleación de aluminio para fundición 380, para esto el contenido de hierro se varió dentro del rango de 0.6 a 1.7 %. Particularmente se prestó atención a los compuestos intermetálicos de hierro formados y a la morfología que éstos presentaron, así como a la composición química de las aleaciones después del tratamiento isotérmico. Para llevar a cabo el estudio se utilizó como metal base aleación comercial de aluminio para fundición 380, a la cual se le adicionaron diferentes cantidades de litio y hierro, para un total de 9 aleaciones (metal base más 8 modificaciones a la aleación). Las aleaciones una vez fundidas se vertieron en moldes de arcilla cilíndricos, los cuales fueron sometidos a un tratamiento isotérmico por 4 horas a 600 °C, lo anterior con la finalidad de promover el crecimiento y la sedimentación de los compuestos intermetálicos de hierro. Una vez terminado el tratamiento isotérmico, se cortaron las muestras de forma longitudinal para llevar a cabo el análisis microestructural y de composición química a las siguientes distancias de la base de la muestra cilíndrica: 10, 50, 100 y 150 mm. Para el análisis de la microestructura se utilizó microscopia óptica y un microscopio electrónico de barrido (MEB), para el análisis de composición química se utilizó la técnica de espectrometría de absorción (AA) y/o emisión atómica por plasma (ICP). Se observó que la adición de litio promueve el cambio de morfología de las fases ricas en hierro, la fase α aparece en forma poliédrica cuando sedimenta al fondo de la muestra cilíndrica dado que tiene un periodo de crecimiento y engrosamiento durante las 4 horas que la fundición permanece en estado líquido a 600 °C. La fase α también aparece con morfología tipo escritura china, que está presente en la parte media y superior de las muestras con y sin la adición de litio. La configuración del experimento suprimió la formación del compuesto intermetálico β, para el cual se ha reportado que presenta una morfología tipo plaqueta, por lo tanto se puede asumir que la disminución del contenido de hierro en las aleaciones estudiadas se debe a la formación y posterior sedimentación de la fase α, situación que se favoreció debido a la adición de litio, ya que el contenido de hierro pasó de 2.33 % en la parte inferior, a 10 mm del fondo, de la muestra sedimentada a 0.55 % a 150 mm del fondo, es decir, en la parte superior de la muestra sedimentada. En base a los porcentajes anteriores se obtuvo una reducción del 54 % en el contenido de hierro comparando contra la concentración inicial de 1.2 %.

The effect that Cr, Mo and Cu exert on the behavior of TWIP steels (Fe-C-Mn-Al-Si) with high Mn content was evaluated. The proposed TWIP steel is with 20% Mn. On the other hand, currently within mining processes there are different devices that are specifically exposed to wear in the crushing process, the steel that is currently used is Hadfield steel with percentages of 10 to 14% of Mn, another aspect was to compare the mechanical properties of the TWIP steels manufactured in this project with the Hadfield steels that are currently used. Se evaluó el efecto que el Cr, Mo y Cu ejercen sobre el comportamiento de los aceros TWIP (Fe-C-Mn-Al-Si) con alto contenido de Mn. El acero TWIP propuesto es con 20% de Mn. Por otra parte en la actualidad dentro de los procesos mineros hay diferentes dispositivos que están expuestos al desgaste específicamente en el proceso de trituración, el acero que actualmente se utiliza es el acero Hadfield con porcentajes de 10 a 14% de Mn, otro de los aspectos fue comparar las propiedades mecánicas de los aceros TWIP fabricados en este proyecto con los aceros Hadfield que actualmente se emplean.

En la actualidad una gran cantidad de los nuevos vehículos vendidos en el mercado están equipados con motores diésel. Estos motores se someten a altos niveles de esfuerzo termomecánico en los cabezales de motores a diésel, de las cuales la más importante parece ser la fatiga térmica en las cámaras de combustión y la fatiga mecánica en las zonas del conducto de agua. Es por lo anterior que se consideró de gran impacto el desarrollo de este trabajo que consiste en evaluar el comportamiento de las propiedades mecánicas de los dos tipos principales de aleaciones empleadas en cabezales de motores a Diésel, en la actualidad: las del tipo Al-5Cu y las de Al-7Si. Así mismo, existe una tendencia importante de adicionar elementos como vanadio titanio y zirconio en pequeñas cantidades para elevar su resistencia mecánica a altas temperaturas. Para poder comprobar sus beneficios, en este trabajo se adicionaron estos elementos a ambas aleaciones para conocer su efecto. Po otra parte, existe cierta controversia en cuanto a la conveniencia de adicionar magnesio en las aleaciones Al-5Cu para elevar su comportamiento mecánico a temperatura ambiente, por ello se estudió en efecto de la adición de magnesio en estas aleaciones. Adicionalmente se hicieron tratamientos térmicos convencionales a las aleaciones Al-5Cu y Al7Si para observar su efecto en conjunto con la adición de vanadio, titanio, zirconio y en su caso de magnesio. Para las pruebas de alta temperatura se aplicó un tratamiento de envejecido a alta temperatura, 250 y 300°C, durante 100 horas para analizar el deterioro de las propiedades mecánicas en las aleaciones Al-5Cu y Al-7Si, con la adición de vanadio, titanio y zirconio, así como magnesio. El comportamiento mecánico fue relacionado con el comportamiento microestructural de cada una de las aleaciones estudiadas. La caracterización se hizo mediante técnicas convencionales de microscopía óptica y electrónica de barrido. Los resultados muestran que la adición de vanadio, titanio y zirconio a la aleación Al-5Cu vaciada, elevaron su dureza y resistencia última a la tensión debido a la mayor homogeneidad de la microestructura, presencia de partículas Al2Cu más finas y homogéneamente distribuidas. El efecto combinado de adición de vanadio, titanio y zirconio más el tratamiento térmico fue favorable debido a que modifica la microestructura y disuelve las fases eutécticas durante el tratamiento por solución, mientras que durante el envejecido se produce el endurecido por precipitación. La adición de magnesio a la aleación Al-5Cu con V, Ti y Zr más tratamiento térmico, mostró que el magnesio incrementó la dureza debido a una mayor homogeneidad de la microestructura y presencia de partículas Al2CuMg. La adición de V, Ti y Zr en la aleación Al-5Cu-0.36Mn incrementó el índice de calidad en ambas temperaturas de ensayo, 250 °C y 300 °C, al igual que con la adición de Mg en la aleación Al5Cu-0.36Mn-V-Ti-Zr también presentó un incremento en ambas temperaturas de ensayo, siendo la adición de 0.25Mg la mejor condición, debido a que presenta mayor homogeneidad en su microestructura y a una mayor presencia de partículas Al2CuMg. Aunque las aleaciones tomaron una misma tendencia a reducir su resistencia mecánica conforme se incrementó la temperatura de post envejecido y de ensayo. La adición de vanadio titanio y zirconio y la aplicación del tratamiento térmico T7 resultan conveniente para la aleación Al-7Si-4Cu-0.16Mn porque produjo un aumento en la dureza y resistencia última, debido a la mayor homogeneidad de la microestructura, presencia de partículas AlSi y Al2Cu más finas y homogéneamente distribuidas, el endurecimiento por precipitación y la probable presencia de dispersoides.

In the present research, several hardfacing alloys were developed, based on ferroalloys with the addition of niobium and lanthanum oxide (rare earth), by the manual shielded metal arc welding (SMAW) process with the previous placement technique. The main objective of this work was the evaluation of the influence of the addition of niobium and lanthanum oxide on the microstructural characteristics, hardness, microhardness and sliding dry wear. For the elaboration of hardfacing alloys, ferroalloys such as: Fe-39.6Cr-5.4C; Fe-66Nb were used and La 2 O 3 in powder. Three groups of hardfacing alloys were made, Fe-Cr-C, Fe-Cr-C-Nb and Fe-Cr-C-Nb with the addition of lanthanum oxide. The niobium content experimented was 1.5 and 3.2 percent by weight, while the lanthanum oxide was added at three levels: 2, 5, and 7% by weight. The Fe-14Cr-1.9C alloy was used as a reference in the study. The experimental work was carried out in three stages: the elaboration of the Fe-Cr- C hardfacing alloy, the incorporation of niobium and then the addition of lanthanum oxide.The chemical composition of the alloys obtained for hardfacing was obtained by optical emission spectrometer, the microstructural characterization was carried out by optical microscopy and scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer (EDX), which was used for the identification of the chemical elements in the microstructure and evaluation ofsemi-quantitative chemical composition of the phases. The evaluation of the percentage of matrix and carbides area fraction was made using the ImageJ Software. For the evaluation of the sliding dry wear of the hardfacing alloys, a Pin on Disc type wear machine (ASTM G99) was used. The diameter of the wear pin was 6 mm and a length of 20 mm, the wear pin was the hardfacing alloy to be evaluated, which was kept rotating against a steel disc of 63 HRC, polished to 0.5 Ra roughness. The tests were made with two loads 7 and 10 kgf and a sliding speed of 1.67 m / s. Wear was measured by the weight loss technique with the help of a digital electronic scale with precision up to 0.1 mg. Weight losses were evaluated every 500 m of sliding, until completing a total sliding distance of 2500 m. Wear test results are presented as a function of volume loss (mm 3 ) and wear rate (g/km). Finally, a comparison of the wear presented by the experienced hardfacing alloys was made and a brief analysis of the wear mechanism was made. En la presente investigación se desarrollaron varias aleaciones para revestimiento duro, a base de ferroaleaciones, con adición de niobio y oxido de lantano (tierra rara), por el proceso de soldadura manual de arco metálico protegido (SMAW) con la técnica de colocación previa. El objetivo principal de la tesis fue la evaluación de la influencia de la adición de niobio y óxido de lantano en las características microestructurales, dureza, microdureza y desgaste seco deslizante. Para la elaboración de recubrimientos duros se usaron ferroaleaciones como: Fe- 39.6Cr-5.4C; Fe-66Nb y La2O3 en polvo. Se elaboraron tres grupos de recubrimientos, Fe-Cr-C, Fe-Cr-C-Nb y Fe-Cr-C-Nb con adición de óxido de lantano. El contenido de niobio experimentado fue de 1.5 y 3.2 por ciento en peso, mientras que el óxido de lantano se añadió en tres niveles: 2, 5 y 7 % en peso. La aleación Fe-14Cr-1.9C, se empleó como referencia en el estudio. El trabajo experimental se realizó en tres etapas: la elaboración del recubrimiento duro Fe-Cr-C, la incorporación de niobio y la adición de óxido de lantano. La composición química de las aleaciones obtenidas para recubrimientos duros se obtuvo por espectrometría de emisión óptica, la caracterización microestructural se realizó por microscopía óptica y microscopio electrónico de barrido (SEM) equipado con espectrómetro de energía dispersiva (EDX), el cual se usó para la identificación de los elementos químicos en la microestructura y evaluación de la composición química semicuantitativa de las fases. La evaluación del porcentaje de área de matriz y carburos se hizo mediante el Software ImageJ. Para la evaluación de la resistencia al desgaste seco deslizante de los recubrimientos duros se usó una máquina de desgaste tipo Pin on Disc (ASTM G99). El diámetro del pin de desgaste fue de 6 mm y longitud de 20 mm, el pin de desgaste fue el recubrimiento duro a evaluar, el cual se mantuvo rotando contra un disco de acero de III dureza HRC 63, pulido hasta 0.5 Ra de rugosidad. Las pruebas se hicieron con dos cargas, 7 y 10 kgf, y una velocidad de deslizamiento de 1.67 m/s. El desgaste se midió por la técnica de pérdida en peso con la ayuda de una balanza electrónica digital con precisión de hasta 0.1 mg. Las perdidas en peso se evaluaron cada 500 m de deslizamiento, hasta completar una distancia total de deslizamiento de 2500 m. Los resultados de las pruebas de desgaste se presentan en función de la pérdida de volumen, mm3 y la velocidad de desgaste, g/km. Finalmente, se hizo una comparación del desgaste presentado por los recubrimientos experimentados y se hizo un breve análisis del mecanismo de desgaste.

Currently, most of the tellurium is recovered as a by-product in the anode sludges of the electro-refining of the copper. Due to its application in the production of photovoltaic cells, the importance of this metal has increased, beginning the study of techniques for the treatment of minerals that contain Te and Au, such as the calaverite (AuTe2), sylvanite ((Au, Ag)Te2) and others. Therefore, it is important the development of the electrowinning as a technique for the recuperation of gold and tellurium. This study presents the electrochemical study of the electrowinning of gold and tellurium from cyanidation solutions. The methodology consisted of four stages: the first, thermodynamic modeling of the metals of interest; the second, electrochemical study; the third, the electrodeposition; and finally, the characterization of the solids obtained. With the thermodynamic modeling, it was established that the electrodeposition must be developed at pH grater at 10. With the electrochemical analysis by voltammetry, the reduction potentials of the metal of interest were found. At pH 13 a reduction potential of Te of -1.05 V vs SCE ([Te]=500 ppm) was detected, and a potential of -0.93 V vs SCE for gold ([Au]=50 ppm) was detected. Adding 20 ppm of CN and with both metals in solution, a reduction potential of -0.9 V vs SCE for gold and -1.2 V vs SCE for the tellurium was measured. By chronoamperometry a diffusion coefficient of 1.0823 x10-7 cm2/s for the Te and the Au 1.1463 x10-5 cm2/s were found. By electrowinning, it was recovered 20.93% of gold and 17.65% of tellurium (pH 13, T = 25°C, 3.0 V, 24 h, [Au]0 = 100 ppm, [Te]0 = 129.56 ppm and [CN]0 = 52.8 ppm). With the applied potentials, it was not obtained a selective recovery, that is, a deposit containing both metals was formed. Furthermore, in the analysis by MEB, it was observed that the gold was deposited over the cathode as a layer of round particles while the Te is deposited on the gold particles and in dendritic form. Actualmente, la mayor parte del teluro es recuperado como un subproducto en los lodos anódicos de la electro-refinación del cobre. Debido al uso de teluro en la elaboración de celdas fotovoltaicas, la importancia de este metal ha incrementado, dando inicio al estudio de técnicas para el tratamiento de minerales que contienen Te asociado con Au, tales como la calaverita (AuTe2), silvanita ((Au,Ag)Te2), entre otros. Por lo anterior, se deriva el interés en la electrodepositación como técnica para la recuperación de oro y teluro. En este trabajo se presenta el estudio electroquímico de la electrodepositación de oro y teluro de las soluciones de cianuración. La metodología consistió en cuatro etapas: la primera, la modelación termodinámica de los metales de interés; la segunda, el estudio electroquímico; la tercera, la electrodepositación; y finalmente, la caracterización de los sólidos obtenidos. Con la modelación termodinámica, se estableció que la electrodepositación debe efectuarse a pH mayores de 10. Con el análisis electroquímico mediante voltametría, se encontraron los potenciales a los cuales ocurre la reducción de los metales de estudio. A pH 13 se detectó un potencial de reducción de Te de -1.05 V vs ECS ([Te]=500 ppm) y un potencial de -0.93 V vs ECS para el oro ([Au]=50 ppm). Añadiendo 20 ppm de CN y con ambos metales en solución, se detectó un potencial de reducción de -0.9 V vs ECS para Au y -1.2 V vs ECS para el Te. Mediante cronoamperometría se encontró un coeficiente de difusión de 1.0823 x10-7 cm2/s para el Te y para el oro 1.1463 x10-5 cm2/s. Con la electrodepositación, se obtuvo una recuperación de 20.93% de oro y 17.65% de teluro (pH 13, T = 25°C, 3.0 V, 24 h, [Au]0 = 100 ppm, [Te]0 = 129.56 ppm y [CN]0 = 52.8 ppm). Con los potenciales aplicados no se obtuvo una recuperación selectiva, es decir, se formó un depósito conteniendo a ambos metales. Además, en el análisis con MEB se observó que el oro se deposita sobre el cátodo en forma de una capa de partículas redondas mientras que el Te se deposita sobre las partículas de oro y en forma dendrítica.

Currently, processes are being developed to recover precious metals from refractory minerals, such as tellurides (e.g. AuTe2, Ag3AuTe2) and selenides (e.g. Ag2S). When Te and Se are found in the leaching solution, they interfere with subsequent processes, decreasing the recovery of precious metals. Therefore, they should be removed before continuing the process. Mexico has deposits of precious minerals associated with Te and Se; the most important are located in the state of Sonora. In this work it is proposed the removal of Te and Se from cyanide solution of gold leaching by solvent extraction and electrowinning techniques, with the aim of purifying the solution of cyanidation and recycling it back to the leaching process. With the solvent extraction technique, it was evaluated the use of quaternary amines (quartamin TPR and amine F) with a concentration of 0.022 mol/L to remove Te and Se complexes. It was extracted 83% of Se at pH 11 ([Se]0 = 20 mg/L, [CN]T = 26.36 mg/L at 25 °C) and 10 % of Te ([Te]0 = 23 mg/L, [CN]T = 16.31 mg/L at 25 °C) using quatarmin TPR. Amine F showed lower recoveries for the complexes of both elements. In the electrochemistry study, it was used the following techniques: cyclic voltammetry, linear voltammetry, voltammetry with rotating disc electrode and chronoamperometry. It was found that tellurite ion (TeO32-) is reduced to metallic tellurium at a potential of -1.062 V (vs saturated calomel electrode, SCE) in alkaline media. The selenite ion (SeO32-) is reduced to metallic Se at -0.80 V (vs SCE) in acidic media. Finally, it was performed massive electrowinning tests of Te in alkaline media and it was found the deposition of only metallic Te. En la actualidad, se están desarrollando procesos para recuperar metales preciosos a partir de minerales refractarios, tales como telururos (e.g. AuTe2, Ag3AuTe2) y selenuros (e.g. Ag2Se). Cuando el teluro y el selenio se encuentran en cantidades excesivas en la solución de lixiviación, interfieren en los procesos posteriores, disminuyendo la recuperación de los metales preciosos. Por lo tanto, éstos deben removerse antes de continuar el proceso. México cuenta con yacimientos de minerales preciosos asociados con teluro y selenio; los más importantes se encuentran localizados en el estado de Sonora. En este trabajo se propone realizar la remoción del teluro y selenio de solución de cianuración proveniente del proceso de lixiviación del oro mediante la técnica de extracción con solventes y electrodeposición, con el objetivo de purificar la solución con cianuro en solución y poder reciclarla de vuelta al proceso de lixiviación. Para la técnica de extracción con solventes se evaluó el uso de aminas cuaternarias (quartamin TPR y amina F) en una concentración de .022 mol/L para remover complejos de teluro y selenio. Se logró extraer un 83 % de Se a un pH de 11 ([Se]0 = 20 mg/L, [CN]T = 26.36 mg/L a 25 °C) y un 10 % de Te ([Te]0 = 23 mg/L, [CN]T = 16.31 mg/L a 25 °C) empleando la amina quartamin TPR. La amina F mostró recuperaciones menores para ambos elementos. En la técnica de electrodeposición se utilizaron las técnicas electroquímicas de voltametría cíclica, voltametría de barrido lineal, electrodo de disco rotatorio y cronoamperometría. Se encontró que el ion telurito (TeO32-) se reduce a teluro elemental a un potencial de -1.062 V (vs electrodo de calomel saturado, ECS) en medios alcalinos, y el ion selenito (SeO32-) es reducido a selenio elemental a un potencial de -0.80 V vs ECS en medio ácido. Finalmente, se realizó una prueba de electrodeposición masiva de teluro en medio alcalino, a nivel laboratorio y se encontró un compuesto formado únicamente por Te elemental.