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

Abstract

Introduction− The non-energy use of high-range carbons (anthracite) has great potential in industries such as metallurgy and in the synthesis of new carbonaceous materials. However, before being used in these applications, they must be treated to remove impurities or unwanted compounds. Objective− To evaluate the efficiency of the process of chemical demineralization of semianthracites through the use of different acids varying the operating conditions of the process. Method− Two samples were chemically characterized: Boavita (B) and Capitanejo (C) from the Boyacá and Santander (Colombia) mines, respectively. Ash and mineral matter removal from the samples was evaluated using [HCl] = 5M, HF 40% and HCl 38% at two different reaction times (45 and 60 minutes) and two particle sizes of the material (250 and 500 µm). Results− The minimum values of ash content (bs) reached through the demineralization process for samples B and C, were 0.65 and 0.76% respectively, which were obtained with a particle size of 250 µm and 60 minutes of exposure in each of the acids used in this study. Conclusions− A smaller particle size increases the contact surface and improves the degree of demineralization, regardless of the time of exposure to acids. The efficiency of the chemical benefit shows yields in the reduction of silicates, aluminates and aluminosilicates to 100%, while for ferric minerals it is above 50%.

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%.