Thesis
DESARROLLO DE PROTOTIPO DE SENSOR-VIRTUAL PARA ESTIMAR LAS CONCENTRACIONES EN SALMUERAS DE LITIO

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Date
2021
Authors
OLMOS SANTIBAÑEZ, GABRIELA BELEN
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Abstract
El 45% de la producción del litio es a partir de salmueras, donde el método de extracción contempla etapas de evaporación y cristalización. Actualmente se miden las concentraciones de los solutos en las salmueras fuera de línea mediante análisis químico, lo que no permite controlar y optimizar el proceso debido a los altos tiempos de respuestas. Una solución a esto son los sensores virtuales (soft – sensor) que nos permitirían estimar las concentraciones de los solutos en línea a partir de variables segundarias medibles en el proceso, como el valor de salinidad, densidad o la conductividad iónica, entre otros. El presente documento propone desarrollar un prototipo de sensor – virtual que permita estimar indirectamente la concentración de solutos presentes en salmueras de litio a partir de la medición de conductividad iónica y temperatura de las soluciones. El sensor es aplicable para sistemas de salmueras de litio en el rango de temperatura de 10 – 80°C, salinidad de 35 – 450 g/kg y conductividad iónica de 0 – 300 mS/cm. Para ello se utilizó una metodología de trabajo con 4 etapas: búsqueda y estimación de propiedades fisicoquímicas, calibración de los modelos, validación de los modelos y aplicación del sensor virtual. Los modelos utilizados en el desarrollo de este sensor virtual son: modelo de conductividad iónica de Appelo, modelo de especiación de Pitzer y el modelo de volúmenes molares, los cuales se encuentran disponibles en el programa computacional PHREEQC. Para calibrar los modelos se utilizó el programa computacional PEST acoplado con PHREEQC, para realizar la estimación de los parámetros desconocidos a partir de datos experimentales. El prototipo de sensor – virtual desarrollado en el presente trabajo proporcionó estimaciones de concentración con porcentaje de desviación menor al 6,5% en sales totales disueltas, cloruro, sodio y litio total presente en las salmueras de litio, a partir de la medida de conductividad, en los rangos de 0 – 275 g/L, 0 – 155 g/L, 0 – 93 g/L y 0 – 0,53 g/L, respectivamente y a la temperatura de 25°C.
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Keywords
SALMUERAS DE LITIO , CONDUCTIVIDAD IONICA , ECUACION MODELO DE PITZER
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