Estudios de mojabilidad de azufre líquido sobre superficies de pirita y magnetita de 120 a 220°C

Abstract

In this thesis it have been done a study of wettability, on the surfaces of natural samples of magnetite and pyrite crystals, with a drop of liquid sulfur in a temperature range of 120 to 220 ◦ C. Also, magnetite was chemically synthesized using an oxidation- reduction method, using as precursor ferrous sulfate (FESO 4), as reductor agent sodium borohydride (NaBH 4) and as pH moderator sodium hydroxide (NaOH). With the synthetic magnetite powders cylindrical tablets were made at a pressure of 3 tons for the study of wettability and was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). To carry out the study the contact angle between the surface and the drop of liquid sulfur was measured at a temperature range of 120 to 220 ◦ C at intervals of 5 degrees, using a thermal bath which controls the temperature with mineral oil. The measurement of the contact angle was performed by the sessile drop method and the image analysis in the software Geogebra. As main result a quantitative experimental dependence between the contact angle and the temperature was obtained. In the case of the pyrite crystal a higher wettability is observed in comparison with natural magnetite. The initial angle for the pyrite was 48 ◦ and 42 ◦ for the left and right angle respectively, meanwhile for the sample of magnetite the initial angle was 68 ◦ and 63 ◦ for the left and right angle respectively.

En este trabajo de tesis se ha hecho un estudio de mojabilidad, sobre las superficies de muestras naturales de magnetita y cristales de pirita, con una gota de azufre líquido en un rango de temperatura de 120 a 220 ◦ C. También se sintetizó magnetita por vía química utilizando un método de óxido-reducción, utilizando como precursor sulfato ferroso (FeSO 4), como agente reductor borohidruro de sodio (NaBH 4) y como moderador de pH hidróxido de sodio (NaOH). Con los polvos de magnetita sintética se realizaron comprimidos cilíndricos a una presión de 3 toneladas para su estudio de mojabilidad y fue caracterizada por Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Rayos X (DRX). Para llevar a cabo el estudio se midió el ángulo de contacto que existe entre las superficies y la gota de azufre líquido, en un rango de temperatura de 120 a 220 ◦ C a intervalos de 5 grados, con la ayuda de un baño térmico que controla la temperatura con aceite mineral. La medición del ángulo de contacto se realizó por el método de gota sésil y el análisis de imágenes en el software Geogebra. Como resultado principal se obtuvo una dependencia experimental cuantitativa entre el ángulo de contacto y la temperatura. Para el caso del cristal de pirita se observa una mojabilidad mayor en comparación con la magnetita natural. El ángulo inicial de la pirita fue de 48 ◦ y 42 ◦, para el ángulo izquierdo y derecho respectivamente, mientras que para la muestra de magnetita el ángulo inicial fue de 68 ◦ y 63 ◦, para el ángulo izquierdo y derecho respectivamente.