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La simulación molecular es una herramienta poderosa que permite entender y realizar predicciones sobre las propiedades de materiales y de sistemas reactivos de interés práctico, lo que ha permitido el desarrollo de nuevos catalizadores y fármacos, algunos de los éxitos más resonantes por los que se le conoce.
En UTEC somos conscientes de la importancia de esta herramienta para el avance científico y tecnológico de nuestro país y la hemos aplicado al entendimiento de un proceso de actual relevancia para el sector minero metalúrgico: la cianuración de minerales.
La cianuración es una tecnología que permite recuperar metales preciosos a partir de minerales que los contienen por medio de soluciones alcalinas diluidas de cianuro. La eficiencia de extracción depende, entre otros parámetros, del tipo de mineral. Los sulfuros metálicos son especialmente desafiantes.
Por ello nuestro primer estudio se enfocó en desarrollar modelos atómico-moleculares de un sulfuro de plata (acantita) y de otras especies químicas presentes en la cianuración y en una tecnología alternativa, a fin de probar un concepto que en principio permitiría hallar alternativas más eficientes que el cianuro en su capacidad extractiva. La simulación mecano-cuántica de los modelos de los sistemas estudiados permitió hallar un parámetro termodinámico (energía libre de Gibbs) correlacionable con otro experimental (% de extracción del metal precioso contenido en el mineral).
Este y otros hallazgos se reportaron en el artículo titulado ‘Atomic scale study of silver sulfide leaching with cyanide and thiourea’ [1], cuyos autores son la Ing. Roxana Bernaola, la Ing. Dhamelyz Silva, la Dra. Perla Balbuena (Texas A&M), el Dr. Juan Carlos Rodríguez (UTEC) y el Dr. Francisco Tarazona (UTEC). Se publicó en la revista Physicochemical Problems of Mineral Processing (importante revista del área de procesamiento de minerales) y se puede descargar aquí
El segundo estudio se enfocó en el modelamiento y simulación de superficies minerales de un sulfuro metálico tipo (acantita) a fin de elucidar la interacción del cianuro en presencia del solvente (agua) y los iones que usualmente le acompañan. La simulación muestra que la estructura electrónica de distintos tipos de superficies del mismo mineral afecta la fuerza con la que el cianuro se adhiere a la superficie mineral, la cual es ligeramente mayor, aunque del mismo orden de magnitud, que la del ion oxhidrilo, presente también en el medio.
Este y otros hallazgos se reportaron en el artículo titulado ‘Atomistic simulations of the reactivity of acanthite facets toward cyanidation’ [2], cuyos autores son el Dr. Fernando Soto, la Ing. Roxana Bernaola, la Dra. Perla Balbuena, el Dr. Juan Carlos Rodríguez y el Dr. Francisco Tarazona. Se publicó en la revista The Journal of Physical Chemistry C, una de las más prestigiosas en el área de nanotecnología y nanociencia, dado que los procesos estudiados fueron a escala nanométrica. El artículo se halla aquí y puede ser solicitado directamente a los autores.
Estas investigaciones fueron realizadas en el contexto del proyecto ‘Desarrollo de un proceso de pre-tratamiento que aumente la eficiencia de la lixiviación de metales nobles en 30% y reduzca el consumo de cianuro en 20%’ financiado por Fondecyt en el que participó la Universidad de Texas A&M como entidad asociada. Asimismo, cabe resaltar que como resultado de esta investigación la srta. Roxana Bernaola defendió con éxito su tesis de pregrado, contribuyendo por tanto al desarrollo de futuros investigadores para nuestro país.
Referencias:
[1] Bernaola-Flores, R.; Silva-Quiñones, D.; Balbuena, P. B.; Rodríguez-Reyes, J. C. F.; Tarazona-Vasquez, F. Atomic Scale Study of Silver Sulfide with Cyanide and Thiourea. Physicochem. Probl. Miner. Process, 2019, 55(4), 969-980
[2] Soto, F. A.; Bernaola-Flores, R.; Rodríguez-Reyes, J. C. F.; Balbuena, P. B.; Tarazona-Vasquez, F. Atomistic Simulations of the Reactivity of Acanthite Facets toward Cyanidation. J. Phys. Chem. C, 2019, 123, 11888-11898
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