Thesis DESARROLLO DE PROTOTIPO DE SENSOR-VIRTUAL PARA ESTIMAR LAS CONCENTRACIONES EN SALMUERAS DE LITIO
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.
Description
Keywords
SALMUERAS DE LITIO , CONDUCTIVIDAD IONICA , ECUACION MODELO DE PITZER
