Este documento resume un proyecto de titulación para optimizar el período de mantenimiento de electrodos de pH/ORP en Minera Los Pelambres. La primera parte cubre la teoría de pH/ORP, la tecnología de comunicación Memosens y el proceso de flotación. La segunda parte analiza la banda permisible de error de pH, las ventajas de Memosens, los datos históricos y concluye que la tecnología Memosens reduce los tiempos de calibración y mejora la seguridad.

1. UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA
OPTIMIZACIÓN DEL PERIODO DE MANTENCIÓN DE ELECTRODOS
DE PH/ORP EN MINERA LOS PELAMBRES
Trabajo de Titulación Presentado en Conformidad a los Requisitos
para Obtener el Título de Ingeniero de Ejecución en Electricidad
Profesor guía: Juan Herrera Quiroz
ELSON GABRIEL MILLANIR CALFUQUEO
Santiago - Chile
2010

2. •Resumen
Primera parte:
•Teoría pH/ORP
•Tecnología de comunicación Memosens
•Descripción del Proceso de flotación – Aspectos generales
Segunda parte:
•Banda permisible de error de pH
•Ventajas de utilizar la tecnología Memosens
•Análisis de datos de acuerdo a tendencias
•Conclusiones

3. • Primera Parte

4. ¿Que es pH?
• pH es un número que describe el grado de acidez (H+) o alcalinidad
(OH-) de una solución. Se relaciona con la actividad de los iones
Hidrógeno en el agua.
La escala pH es determinada por la disociación del Agua:
H20 = H+ + OH-
Las actividades de estos dos iones están interrelacionadas por
el producto iónico, I
I = (aH+)(aOH-) = 10 -14 (a 25oC)
• En 1906, el biologo Cremer, descubrió que se produce un potencial (voltaje) en los límites de una membrana de
vidrio || en contacto con una fase de agua, dependiendo de la actividad de los H+ ion (protones)

5. ¿Que es pH?
• La ecuación de Nernst define el cambio de potencial (59.16mV @ 25
°C) cuando el PH cambia de un valor al siguiente. Se llama gradiente
del electrodo y cambia a medida que el electrodo envejece.
E = 59.16 mV / 25 °C per pH Conocido como Pendiente (slope)
E = Diferencia de Potencial o Voltaje.
Eo = Potencial redox estándar a pH = 7.0
R = Constante de los gases perfectos (8.31439 joule/mol and °C)
T = Temperatura absoluta en °Kelvin
(273,15 + 25 °C = 298,15 °Kelvin)
F = Consante de Faraday (96493 coulomb/equivalent)
n = Valencia del ion a ser medido (hydrogen = 1)
H+ = actividad del ion, actividad del ion de Hidrógeno.
La temperatura "T" juega un rol importante en la ecuación de Nernst como una variable cuantitativa. El
Potencial se incrementa con el incremento de la temperatura.
El voltaje cambia 0.2 mV por paso de pH y 1 °C, con paso de Ph de 0,0033.

6. Equilibrio Químico del H2O
El grado del carácter ácido o alcalino de una
solución acuosa está relacionado a la actividad de
los iones hidrógeno

7. ¿Que es Redox (ORP)?
• Las reacciones de reducción-oxidación (también conocidas
como reacciones redox) son las reacciones de transferencia de
electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de
elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma
reducida y una forma oxidada respectivamente).
• Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber
un elemento que ceda electrones y otro que los acepte:
ORP = Oxidation Reduction Potential
Redox Reaction = Reduction and oxidation process

8. ¿Que es Redox (ORP)?
•El agente reductor es aquel elemento químico que suministra
electrones de su estructura química al medio, aumentando su
estado de oxidación, es decir; oxidándose.
•El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar
esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al
que tenía, es decir; reducido.

9. ¿Que es la tecnología
Memosens?
• La técnica de medición del pH en el día a día industrial son precisamente los
parámetros de los análisis de procesos – incluyendo las mediciones de pH – los
que requieren con mayor frecuencia que otras magnitudes una calibración o
ajuste periódicos y un mantenimiento regular
•La conexión eléctrica entre el cable y el electrodo es inductivo
•La conexión inductiva provee de energía al cabezal del electrodo
•Además, es posible realizar una transmisión de señal entre el cabezal del
electrodo y el cable de acoplamiento en ambas direcciones

10. ¿Que es la tecnología
Memosens?
• Memosens convierte el electrodo de vidrio en un sensor
digital con memoria integrada
• La conversión de señal analógica en la cabeza del
sensor
• No es necesario una calibración en terreno, puesto que
ahora la calibración se realiza en laboratorio obteniendo
un alto grado de calidad al tener condiciones ideales
• Almacenamiento de los datos de calibración en el
cabezal del electrodo
• Fácil intercambio de sensores por sensores calibrados
desde el laboratorio
• Instalación simplificada a través de una mayor distancia
entre el sensor y transmisor

11. La arquitectura Memosens

12. Descripción del proceso de flotación de
molibdenita
• La recuperación por flotación de la Molibdenita (MoS2) es un
paso fundamental en la producción de Molibdeno (Mo), debido
a que es el único método usado actualmente para su beneficio
desde las menas de este elemento. A causa de un número de
factores, actualmente la Molibdenita es la única fuente de
Molibdeno y es extraído desde menas exclusivamente por
flotación. De aquí nuestra atención e interés en esta materia.

13. Diagrama general del tratamiento de los
sulfuros vía flotación.
Mineral
Chancado
(+)
Clasificación
(-)
Molienda
(+)
Clasificación
(-)
Cola Flotación Concentrado

14. Diagrama conceptual de la separación Cu/Mo.
Concentrado
Colectivo
Cu/Mo
Flotación Depresor Selectivo
de Cu (NaHS)
Diferencial
Concentrado Concentrado
Cu (Cola) Mo
• La separación diferencial de Mo/Cu se realiza normalmente mediante
la adición de reactivos depresores, que cumplen la función de desorber
los colectores, medio en el cual la Molibdenita mantiene aún su
propiedad a flotar, mientras los otros sulfuros se depresan, con lo que
se consigue la separación diferencial Cu/Mo.

15. • Segunda Parte

16. Banda permisible de Error
• Para analizar los beneficios
debemos mencionar que MLP
(Minera Los Pelambres)
establece un error permisible
en la medición de estas
variables, pH de un 0,1 pH
(es la banda optima de
operación). De acuerdo a este
concepto hemos realizado
unas pruebas en terreno de un
trasmisor de pH ya instalado
v/s un transmisor nuevo donde
vemos que las diferencias
están por debajo de la banda
permisible de error 0,1 pH por
lo que no es necesario realizar
una calibración en ese sensor.

17. Diafragmas de los electrodos de pH Memosens
CPF81D.
•Observamos aquí que la
diferencia entre los valores son
menores a la banda
establecida de un 0,1 pH

18. Banda Permisible de error de pH

19. Ventajas de utilizar la tecnología Memosens apoyado
en la optimización de tiempos de calibración
• Los Periodos de calibración que se realizaban en la Planta de
Molibdeno eran de aproximadamente 15 a 20 minutos en el
punto de medición en terreno con una periodicidad de 2 veces
por turno.
• Ahora con la implementación de la tecnología Memosens estos
tiempos se han reducido a 5 minutos por cada punto de
medición (solo se reemplaza el sensor en terreno y se cambio
por uno ya calibrado) y el tiempo de calibración ha pasado a ser
de 1 vez por turno (entiéndase por turno de 7 días con 12 horas
de trabajo continuados)

20. Ventajas de utilizar la tecnología Memosens
Calibración en Laboratorio Cambio de sensor en terreno
Tiempo cambio de sensor 5 min.

21. Análisis de datos
Fecha TAG Desviacion Valor Dejado
01-01-2010. 350 AIT12503 0 9,2
10-01-2010. 350 AIT12503 -0,044 9,47
15-01-2010. 350 AIT12503 0,046 9,19
28-01-2010 350 AIT12503 -0,04 8,54
04-02-2010. 350 AIT12503 -0,1 10,02
28-01-2010 350 AIT12503 -0,016 8,41
05-03-2010, 350 AIT12503 -0,08 8,96
11-03-2010, 350 AIT12503 0,03 8,89
05-03-2010, 350 AIT12503 -0,49 9,87
26-03-2010, 350 AIT12503 0,19 9,11
05-03-2010, 350 AIT12503 -0,128 9,88
09-04-2010, 350 AIT12503 0,12 9,7
16-04-2010. 350 AIT12503 -0,224 8,67
23-04-2010. 350 AIT12503 0,09 9,23

22. Análisis de datos
• Por ejemplo el periodo del 05-03-2010 presenta una desviación de
0,4 pH lo cual se hace intervención del electrodo. La segunda toma
de valores se realiza el 11-03-2010 y presenta una desviación de
0,03 pH. La tercera medición se realiza el 26-03-2010 y presenta
una desviación de 0,19 pH La cuarta medición se realiza 09-04-
2010 y presenta una desviación de 0,12 pH. La quinta medición se
realiza el 16-04-2010 y presenta una desviación de -0,224 pH. La
sexta medición se realiza el 23-04-2010 y presenta una desviación
de 0,09 pH.
•Entonces tenemos el siguiente resumen:
Primer periodo = 6 días
Segundo período = 15 días
Tercer periodo = 14 días
Cuarto periodo = 7 días
Quinto periodo = 7 días
Promedio = 9,8 días

23. Análisis de datos

24. Análisis de datos
• Por ejemplo el periodo del 04-10-2010 presenta una desviación de 3 mV. La
segunda toma de valores se realiza el 12-10-2010 y presenta una desviación de
2 mV. La tercera medición se realiza el 17-10-2010 y presenta una desviación
de 15 mV (el sensor se cambia por otro calibrado). La cuarta medición se
realiza 23-10-2010 y presenta una desviación de 4 mV. La quinta medición se
realiza el 01-11-2010 y presenta una desviación de 12 mV (el sensor se cambia
por otro calibrado). La sexta medición se realiza el 07-11-2010 y presenta una
desviación de 2 mV. La séptima medición se realiza el 17-11-2010 y presenta
una desviación de 10 mV (el sensor se cambia por otro calibrado).
•Entonces tenemos el siguiente resumen:
Primer periodo = 8 días
Segundo período = 5 días
Tercer periodo = 6 días
Cuarto periodo = 8 días
Quinto periodo = 6 días
Sexto periodo = 10 días
Promedio = 7,16 días

25. Análisis de datos – PI Systems ®
• Transmisor de pH 350-AIT-12503

26. Conclusiones
• La información contenida en el presente trabajo surge de la
investigación en terreno del funcionamiento de instrumentación de
análisis de líquidos, su contrastación con lo que señala la teoría acerca
del tema, y las deducciones que se infieren de los contenidos del
documento.
• La información dispone de un número importante de registros acerca
de los beneficios de la tecnología Memosens. A modo de ejemplo,
podemos mencionar:

27. Conclusiones
1. El trabajador no se expone a los gases (gas sulfhídrico) que se
generan dentro del proceso de flotación.
2. Se reducen los tiempos de calibraciones dentro de la faena, de 2
veces a 1 vez por turno.
3. Respecto de la eventualidad de implementar un laboratorio, éste
otorga las condiciones ideales donde las soluciones de calibración
se mantienen estables.
4. El sistema hace traceable la medición, situación fundamental para
las empresas de cara - por ejemplo en el caso de Minera Los
Pelambres - a su necesidad de conseguir las certificaciones de
calidad necesarias para comercializar su producto.

28. ¿Preguntas?