Fluidez de los carbones bituminosos colombianos y relación con reflectancia de vitrinita y composición maceral

1 recurso en línea (103 páginas) : ilustraciones, tablas, figuras.En la cuenca Cordillera Oriental de Colombia, zonas carboníferas de Boyacá y Cundinamarca, se explotan por minería subterránea más del 90 % de los carbones coquizables de rango medio del país, bituminosos altos a bajos volátiles usados para la fabricación de coque, tanto por la industria nacional, como por siderúrgicas en países como Brasil e India. La fluidez máxima junto con el rango de los carbones son propiedades críticas a evaluar para determinar la calidad de los carbones en el diseño de mezclas para la producción de coque, bases para su explotación y comercialización; por lo que en esta investigación el objetivo principal fue determinar el comportamiento termoplástico (fluidez) de los carbones y su relación con la geología, con el rango en términos de reflectancia de la vitrinita, y con los componentes macerales con base en la química orgánica; objetivo que se fundamentó en las hipótesis de trabajo acerca de que la complejidad tectónica de la cuenca carbonífera de la Cordillera Oriental de Colombia podía llegar a afectar las propiedades de los carbones, en términos de rango y que la fluidez máxima es dependiente del rango y la composición maceral, hipótesis de trabajo, cuyos resultados para el caso de estudio del área de Checua-Lenguazaque se presentan en éste documento. Los carbones bituminosos, centro de la investigación, están ubicados en el área carbonífera de Checua-Lenguazaque (Ch-L), denominada así por la estructura sinclinal que lleva el mismo nombre, en donde está la Formación Guaduas, unidad estratigráfica de edad Cretácica-Paleógena, dividida en 3 miembros, el inferior y medio relacionados con los mantos de carbón, donde se encuentran más de 15 capas de hasta 2 metros de espesor. Los carbones fueron muestreados en frentes de explotación activos en minería subterránea, en tres sectores, donde fueron levantadas las secciones estratigráficas de referencia, Sutatausa al sur, Guachetá en la parte media y Samacá al norte, donde se encuentra el cierre del sinclinal. Los análisis de reflectancia de la vitrinita (Ro), composición maceral, química orgánica por micro-infrarrojo por transformada de fourier (microFTIR) y próximos, permitieron evaluar y determinar causas del comportamiento termoplástico, fluidez máxima (MF) de los carbones Colombianos en la zona centro. Los mapas geológicos, de iso-reflectancia de la vitrinita, y de contornos de materia volátil, junto con perfiles de gradientes paleogeotérmicos, que para el sinclinal dieron valores altos (mayores a 62 oC/Km), fueron evidencias de los procesos de carbonificación por enterramiento y tectonismo, que permitieron explicar la variación del rango del carbón desde medio-bajo, bituminosos altos volátiles al sur hasta medio-alto, bituminosos bajos volátiles en el sector centro y norte del sinclinal, donde la afectación por fallas y plegamientos es notoria. Estas variaciones del rango de los carbones arealmente y en profundidad en las secciones estratigráficas, fueron importantes en su correlación con la fluidez máxima, alcanzando los máximos valores (45000 ddpm) en los carbones de menor rango en el sector sur, miembro medio de la Formación Guaduas; y los menores valores de fluidez máxima (< 100 ddpm), en los de mayor rango, en los sectores centro y norte del sinclinal. Estos resultados muestran que el rango y la fluidez máxima de los mantos en Guachetá y Samacá cambian con la profundidad, algunos que en superficie pueden ser bituminosos altos volátiles pasan a bituminosos bajos volátiles a profundidades menores de 1 Km. La relación de la fluidez máxima y las variables indicadoras de rango, reflectancia de la vitrinita y materia volátil, presentaron regresiones lineales con coeficientes de determinación R2 ≥ 0.8 para carbones con contenidos de ceniza ≤ 12 %. El análisis de macerales y su química orgánica en relación con la fluidez máxima, permitió identificar la fuerte influencia del contenido de liptinita y de la química orgánica de la vitrinita en el comportamiento termoplástico; el contenido de liptinita dependiente del rango ejerce un control primario de la fluidez máxima, dividiendo a la población en dos, una población de carbones con liptinita menor a 2 %, Ro mayores a 1.05 % y fluidez baja, menor a 1000 ddpm, y otra población con liptinita entre 2 y 14 % con Ro entre 1.05 y 1.60 % y valores de fluidez entre 1000 y 45000 ddpm; adicional la química orgánica de la vitrinita muestra que con el aumento del rango aumenta la aromatización y con ello la fluidez disminuye. La dependencia de la fluidez del rango, en términos de reflectancia de la vitrinita, de la composición y de la química orgánica fue confirmada mediante el análisis estadístico de componentes principales y los modelos matemáticos obtenidos para las d os poblaciones de carbones.In the Eastern Cordillera basin of Colombia, in the Boyacá and Cundinamarca zones, are extracted by subterranean mining more than 90% of the coals for coke, of the medium range of the country, from high volatile bituminous to low volatile bituminous, used to coke fabrication, by nacional industry, and ironworks in Brazil and Indian. The maximum fluidity together with the coal range are critical properties to evaluate the coal quality in the design of blends for the production of coke, bases for their exploitation and commercialization; so in this research the main objective was to determine the thermoplastic behavior (fluidity) of the coals and their relationship with geology, with the range in terms of reflectance of the showcase, and with the maceral components based on organic chemistry ; The objective that is based on the working hypotheses about the theoretical complexity of the coal basin of the Eastern Cordillera of Colombia could affect the properties of the coals, in terms of range and that the maximum fluidity is dependent on the range and the maceral, working hypothesis, results for the study case of the Checua-Lenguazaque area found in this document. The bituminous coals, center of the research, are located in the coal area Checua – Lenguazaque (Ch-L), denominated by the syncline that carried out the same name, in where are the Guaduas formation, stratigraphic unit, of the Cretaceous to Paleogene age, divided in three members, the low and middle relation with coal seams, more than 15 beds that range in thickness from centimeters to 2 meters. The coals were sampled in subterranean mining, in three sections, from sur to north, Sutatausa, Guachetá y Samacá, Samacá to north where is the close of the syncline. Medium Vitrinite Reflectance, maceral composition, organic chemistry by micro infrared, and proximate analysis, carried out to evaluate causes of the thermoplastic behavior, maximum fluidity of the coals Colombian in the central zone. The geological, vitrinite iso-reflectance, and volatile matter contours maps, together with profiles of the paleogeothermal gradients, that for syncline was high values (more than 62 oC/Km) of the process by deep burial and tectonism, that explain the variation of coal ranges, to the south high volatile bituminous, to medium to low volatile in the central to north zone, where many are thrust largely towards the closure of the syncline. These range variations of the coals in the area and the depth in the stratigraphic sections were important in the maximum fluidity correlation, until maximum values (45000 ddpm) in the coal of the minimum range in the south, medium member of the Guaduas Formation; and the minimum values of the maximum fluidity (< 100 ddpm), in the coals of the higher range, in the central and north zone. These results show that the range and the maximum fluidity of the Guacheta and Samaca seams change with the depth, in the superfice some coals can be high volatile bituminous carried out to low volatile bituminous in the depths less than 1 kilometer. The relation between maximum fluidity and the range variables, vitrinite reflectance and volatile matter, show lineal regressions with determination coefficients R2 ≥ 0.8 for coals with ash content ≤ 12 %. The macerals analysis and their organic chemistry in relation the maximum fluidity, allow to identify the strong influence of the liptinite content and the organic chemistry of the vitrinite in the thermoplastic behavior; the liptinite content depends of the range, generating the primary control over maximum fluidity, divide the coal population in two, one coal population with liptinite levels less than 2%, Ro higher than 1.05% and low fluidity, less than 1000 ddpm, and another coal population, with liptinite levels between 2 and 14% with Ro between 1.05 and 1.60% and fluidity between 1000 and 45000 ddpm; in addition the organic chemistry of the vitrinite show that the rise of the range increase the aromatization and decrease the fluidity. The dependence of the fluidity with the range, maceral composition and organic chemistry was confirmed through statistical analysis of the main components and mathematic models getting by two coals populations.Bibliografía y webgrafía: páginas 96-103.DoctoradoDoctor en Ingeniería y Ciencia de los Materiale

COMPORTAMIENTO DE LA QUÍMICA INORGÁNICA DE LOS CARBONES BITUMINOSOS EN EL SINCLINAL CHECUA – LENGUAZAQUE

X - Ray Fluorescence Spectrometry is a technique that allows to obtain the percentages of the inorganic chemistry present in the coals of the western flank of the Checua - Lenguazaque syncline. Based on the results obtained, it is possible to determine the behavior of the inorganic chemistry of these coals, both in depth and in their extension, allowing a better understanding of the chemical variations and jointly determine the coals with better coking characteristics based on Fouling and Slagging factors.La Espectrometría de Fluorescencia de Rayos X, es una técnica que permite obtener los porcentajes de la química inorgánica presente en los carbones del flanco occidental del sinclinal Checua - Lenguazaque. Con base en los resultados obtenidos, es posible determinar el comportamiento de la química inorgánica de estos carbones, tanto a profundidad como en su extensión, permitiendo una mejor comprensión acerca de las variaciones químicas y conjuntamente determinar los carbones con mejores características de coquización en base a los factores Fouling y Slagging

Modelo predictivo del índice de anisotropía del semicoque a partir de las propiedades de los carbones de la Cordillera Oriental de Colombia

This study developed a theoretical model for the determination of the Coke Anisotropy Quotient (CAQ) of semi-coke from the properties of its&nbsp;precursor coal. This is an useful parameter to define the resistance and reactivity of semi-coke in the blast furnace. For 36 semi-coke samples, a textural analysis was performed alongside a fluidity test to determine the real CAQ. The main textures observed were: isotropic and circular for high volatile bituminous coals (HVB); lenticular and fine ribbons for the medium volatile bituminous coals (MVB); and medium and thick ribbons for the low volatile bituminous coals (LVB). The CAQ varied in a range from 1 to 11. A principal component analysis (PCA) and multiple regression allowed to discriminated the importance of certain coal properties, in determining the CAQ to be recognized and to estimate parameters of the mathematical model. The statistical analysis suggested that CAQ can be best predicted from the fluidity, volatile matter, and Ro of the parent coals. The veracity of this model result was then tested using a second dataset from Poland. This work optimizes the usefulness of standard datasets in the prediction of CAQ's offering a means of quality control that could be implemented in Colombian coke production.En esta investigación se desarrolló un modelo teórico para la determinación del Cociente de Anisotropía del Coque (CAQ) del semicoque a partir de las propiedades de su carbón precursor. El CAQ permite definir la resistencia y la reactividad del semicoque en el alto horno. Usando material residual de las pruebas de fluidez se realizó un análisis textural para determinar el CAQ real sobre 36 muestras de semicoque. Las principales texturas observadas para los carbones bituminosos fueron: isotrópicas y circulares para los de alta volatilidad (HVB); cintas lenticulares y finas para los de media volatilidad (MVB); y cintas medias y gruesas para los de baja volatilidad (LVB). El CAQ varió en un rango de 1 a 11. Análisis de componentes principales (PCA) y regresión múltiple permitieron reconocer la importancia de ciertas propiedades del carbón para determinar el CAQ. El análisis estadístico sugirió que el CAQ puede predecirse mejor a partir de la fluidez,la materia volátil y el Ro de los carbones precursores. Este modelo fue&nbsp;validado a través de la comparación con datos reales de carbones de Polonia. Este trabajo proporciona un medio de control de calidad que podríaimplementarse en la producción de coque colombiano.&nbsp

Aportes a la determinación de paleoambientes, carbones del sinclinal CHECUA-LENGUAZAQUE. Colombia

This study aims to make new contributions to the knowledge and interpretation of paleoenvironment of Guaduas Formation´s coals, Superior Maestrichtian to Paleocene age. Petrographic analysis of 64 samples collected them by the channel method in three sections of the Checua-Lenguazaque syncline (Sutatausa, Guachetá and Samacá), establishing that the coals are composed mainly of macerals of the vitrinite group with percentages between (51.4% - 87%), followed by the inertinite group (5.4% - 43.8%), liptinite (0.2% - 14%), and mineral matter (0.4% - 18%). The average vitrinite reflectance ranged from 0.69 to 1.6; showing bituminous coals C to bituminous coals A. The maceral reading allowed the determination of the distribution of organic components of coal to implement the methodology proposed by Diessel (1992) and the used it by Singh &amp; Singh (2000), for the definition of palaeoenvironments; concluding that the coals of Guachetá and Samacá blocks were deposited in environments of protected areas for barriers and bogs mainly, while the coals of the Sutatausa block extended into wet-forest swamps. Table water although variable, covered the peat bog which favored the preservation of organic material against oxidation.El presente estudio, tuvo como objetivo realizar nuevos aportes al conocimiento e interpretación del paleoambiente de los carbones de la Formación Guaduas, de edad Maestrichtiano Superior a Paleoceno. Se realizó el análisis petrográfico de 64 muestras colectadas con el método de canal en tres secciones del sinclinal de Checua-Lenguazaque (Sutatausa, Guachetá y Samacá), estableciéndose que los carbones están compuestos principalmente por macerales del grupo de la vitrinita con porcentajes entre (51.4% - 87%), seguidos por los de la inertinita (5.4% - 43.8%), liptinita (0.2% - 14%), y materia mineral (0.4% - 18%). La reflectancia media de la vitrinita varió de 0,69 a 1,6, con rango de carbones bituminosos C a bituminosos A. La lectura maceral permitió determinar la distribución de los componentes orgánicos del carbón a fin de aplicar la metodología propuesta por Diessel (1992) y la usada por Singh &amp;amp, Singh (2000) para la definición de paleoambientes, concluyéndose que los carbones de los bloques Guachetá y Samacá fueron depositados en ambientes de zonas protegidas por barreras y ciénagas principalmente, mientras que los carbones del bloque Sutatausa se extendieron hasta pantanos de bosque húmedo. La tabla de agua aunque variable cubría la turbera, lo cual favoreció la conservación de la materia orgánica frente a la oxidación

La imagen y la narrativa como herramientas para el abordaje psicosocial en escenarios de violencia de los municipios de Aguachica, Pelaya y San Martin

El presente trabajo permite abordar los contextos de violencia desde el enfoque narrativo por medio del proceso de afrontamiento psicosocial de las secuelas físicas, psicológicas y emocionales que dejan las consecuencias de la violencia y el conflicto en sus víctimas, conllevando posteriormente al sufrimiento de eventos psicosociales traumáticos, propios de las narrativas propuestas en los estudios de los casos individuales analizados por cada uno de los participantes, donde se examina el tema del conflicto armado en Colombia desde diferentes perspectivas biopsicosociocultural bajo criterios de observación y reflexión de las narrativas propuestas en el desarrollo del diplomado de profundización. También busca diseñar acciones de intervención psicosocial que permita mitigar y restaurar las dinámicas sociales y la reconstrucción de la memoria histórica como instrumento de sanación perdón y olvido del caso de estudio seleccionado por el grupo colaborativo, las cuales se contemplan en el siguiente documento, permitiendo indagar frente a la violencia sistemática, las subjetividades que envuelve este tipo de problemática psicosocial y política, admitiendo la construcción de estrategias psicosociales para abordar las situaciones adversas presentadas en los estudios del caso, teniendo en cuenta la búsqueda de las experiencias de transformación, cambio social y restauración de derechos humanos vulnerados en sus víctimas.The present work allows to approach the contexts of violence from the narrative approach through the psychosocial coping process of the physical, psychological and emotional sequelae that the consequences of violence and conflict leave in their victims, subsequently leading to the suffering of traumatic psychosocial events. characteristic of the narratives proposed in the studies of the individual cases analyzed by each one of the participants, where the issue of the armed conflict in Colombia is examined from different biopsicosociocultural perspectives under criteria of observation and reflection of the narratives proposed in the development of the diploma course. of deepening. It also seeks to design psychosocial intervention actions that allow mitigation and restoration of social dynamics and the reconstruction of historical memory as an instrument of healing forgiveness and forgetfulness of the case study selected by the collaborative group, which are contemplated in the following document, allowing to investigate in the face of systematic violence, the subjectivities that this type of psychosocial and political problem involves, allowing the construction of psychosocial strategies to address the adverse situations presented in the case studies, taking into account the search for experiences of transformation, social change and restoration of human rights violated in their victims

Geología y mineralogía de yacimientos de caolín en el departamento de Boyacá

In the Colombian oriental mountain range, central region, there is a mining potential for the extraction of white clays, its majority of sedimentary origin, and the deposits are of lacustrine and co-alluvial type. The kaolin locations are known in: Tunja, Siachoque, Tutasá, Gachantivá and Arcabuco municipalities. In the last two there are the most important locations by their extension and for being the mining sites that have benn developed during more than for 50 years into the ceramic production. It is stated a methodology to study the clays in all the development phases of a mining project, beginning with the exploration and accomplishing a higth purity mineral.En  la cordillera Oriental de Colombia, zona centro, se presenta  un  potencial  minero  para  la  extracción  de arcillas  blancas,  en  su  mayoría  depósitos  de  origen sedimentario,  de  tipo  lacustre  y  coluvial.  Se  conocen yacimientos  de  caolín  en  Tunja,  Siachoque,  Tutasá,Gachantivá y Arcabuco, en estos dos últimos municipios están los yacimientos más importantes por su extensión y por la minería que allí se desarrolla hace más de 50 años para  la  fabricación  de  cerámica.  En  este  artículo  se plantea una metodología para el estudio de las arcillas en todas  las  fases  del  desarrollo  de  un  proyecto minero, comenzando  por  la  exploración  y  terminando  por  la obtención de un mineral de alta pureza

Geología y mineralogía de yacimientos de caolín en el departamento de Boyacá

In the Colombian oriental mountain range, central region, there is a mining potential for the extraction of white clays, its majority of sedimentary origin, and the deposits are of lacustrine and co-alluvial type. The kaolin locations are known in: Tunja, Siachoque, Tutasá, Gachantivá and Arcabuco municipalities. In the last two there are the most important locations by their extension and for being the mining sites that have benn developed during more than for 50 years into the ceramic production. It is stated a methodology to study the clays in all the development phases of a mining project, beginning with the exploration and accomplishing a higth purity mineral.En  la cordillera Oriental de Colombia, zona centro, se presenta  un  potencial  minero  para  la  extracción  de arcillas  blancas,  en  su  mayoría  depósitos  de  origen sedimentario,  de  tipo  lacustre  y  coluvial.  Se  conocen yacimientos  de  caolín  en  Tunja,  Siachoque,  Tutasá,Gachantivá y Arcabuco, en estos dos últimos municipios están los yacimientos más importantes por su extensión y por la minería que allí se desarrolla hace más de 50 años para  la  fabricación  de  cerámica.  En  este  artículo  se plantea una metodología para el estudio de las arcillas en todas  las  fases  del  desarrollo  de  un  proyecto minero, comenzando  por  la  exploración  y  terminando  por  la obtención de un mineral de alta pureza