Ανθρακοθερμική αναγωγή ερυθράς ιλύος και ανάκτηση αλουμινίου απο τη σκωρία με υδρομεταλλουργικές μεθόδους

Σοφράς, Ιωάννης Αλέξανδρος; Sofras, Ioannis Alexandros

dc.contributor.author	Σοφράς, Ιωάννης Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Sofras, Ioannis Alexandros	en
dc.date.accessioned	2016-07-04T10:44:09Z
dc.date.available	2016-07-04T10:44:09Z
dc.date.issued	2016-07-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42964
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11642
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ερυθρά Ιλύς	el
dc.subject	Αναγωγή	el
dc.subject	Σκωρία	el
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Ανάκτηση αλουμινίου	el
dc.subject	Red mud	en
dc.subject	Reduction	en
dc.subject	Slag	en
dc.subject	Digestion	en
dc.subject	Aluminum recovery	en
dc.title	Ανθρακοθερμική αναγωγή ερυθράς ιλύος και ανάκτηση αλουμινίου απο τη σκωρία με υδρομεταλλουργικές μεθόδους	el
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	The experimental work was carried out at the IME "Institute of Process Metallurgy and Metal Recycling" of the RWTH Technical University of Aachen.	en
heal.classification	Mining and metallurgical technology and engineering	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/774fb7122290fa8afdcb9baa1fc0a2e176d4b7c2
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-12
heal.abstract	H παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάκτηση αλουμινίου από ερυθρά ιλύ, η οποία λαμβάνεται από την κατεργασία του βωξίτη κατά την μέθοδο Bayer. Η διαδικασία που ακολουθείται είναι ανθρακοθερμική αναγωγή των οξειδίων του σιδήρου της ερυθράς ιλύος χρησιμοποιώντας ηλεκτροκάμινο τόξου και κατόπιν εκχύλιση υπό πίεση της παραγόμενης σκωρίας με διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου. Στα πειράματα αναγωγικής τήξης προστίθεται εκτός του κωκ και οξείδιο του ασβεστίου ως συλλίπασμα βάσει της περιεχόμενης πυριτίας της ερυθράς ιλύος. Αφού ο σίδηρος αναχθεί και διαχωριστεί στη μεταλλική φάση, η σκωρία είναι εμπλουτισμένη σε αλουμίνα έως 40-50% και είναι μια ικανή πηγή για ανάκτηση του αλουμινίου. Η σκωρία επομένως μετά από λειοτρίβιση εκχυλίζεται με καυστικό διάλυμα υπό υψηλή πίεση σε αυτόκλειστο. Οι παράμετροι των πειραμάτων εκχύλισης περιλαμβάνουν τη συγκέντρωση υδροξειδίου του νατρίου, τη θερμοκρασίας και το χρόνο εκχύλισης. Οι διαφορετικές συγκεντρώσεις NaOH που εξετάστηκαν ποικίλλουν από τις συνήθεις 200-300 g/l (15-25% συγκ. NaOH) έως 760 g/l (50% συγκ. ΝαΟΗ) και οι θερμοκρασίες εκχύλισης είχαν τιμές 170 °C, 200 °C, και 250 °C. Σε ορισμένα πειράματα εκχύλισης ερευνήθηκε επίσης η προσθήκη ορισμένης ποσότητας ανθρακικού νατρίου (Na2CO3) και φθοριούχου νάτριο (NaF) στο καυστικό διάλυμα, ενώ η αναλογία στερεού-υγρού ήταν 1:10 για όλα τα πειράματα. Ο χαρακτηρισμός της αρχικής ερυθράς ιλύος, καθώς και των σκωριών και των στερεών υπολειμμάτων της εκχύλισης διεξήχθη με φθορισμό ακτίνων Χ (XRF), φασματομετρία μάζας επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-MS) και περίθλαση ακτίνων Χ (XRD). Έτσι προσδιορίζονται η δομή και η χημική ανάλυση της παραγόμενης σκωρίας και τέλος παρουσιάζονται αναλυτικά οι βέλτιστες συνθήκες για την ανάκτηση της Al2O3, όπως προκύπτουν από τα πειράματα εκχύλισης, καθώς και μια εκτίμηση για τα στερεά υπολείμματα. Συνολικά, η ανάκτηση του αλουμινίου ως προς την περιεκτικότητά του στη σκωρία έφθασε το 95% στις βέλτιστες συνθήκες. Τα τελικά στερεά υπολείμματα με λιγότερο από 2% Al2O3 θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάκτηση του TiO2.	el
heal.abstract	The research work presented in this paper is focused on the recovery of aluminum from red mud, which is obtained from bauxite during the Bayer process. The procedure employed is carbothermic reduction of iron-oxide in the red mud using an EAF followed by pressure leaching of the slag with sodium hydroxide solution. The reduction experiments included except of lignite coke the addition of lime as flux based on the silica content of red mud. After the iron reduction and separation into a metal and iron phase, the slag is enriched in alumina up to 40-50% and is a potential source for aluminum recovery. The slag is therefore grounded and leached with caustic solution under high pressure. The leaching experiments variables include sodium hydroxide concentration, the temperature and leaching time. The different concentrations of NaOH examined are varying from commonly used concentrations of 200-300 g/l (15-25% conc. NaOH) up to 760 g/l (50% conc. NaOH) and the leaching temperatures are set to 170 °C, 200 °C, and 250 °C. In certain leaching experiments there were also investigated the additions of defined amounts of sodium carbonate (Na2CO3) and sodium fluoride (NaF) in the caustic solution, while the solid-to- liquid ratio of 1:10 was standard, and optimized leaching conditions were obtained. The characterization of the initial red mud, as well as this of the slags and the leached residues was carried out by X-ray fluorescence (XRF), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and X-ray diffraction (XRD). A detailed structure and composition analysis of the produced slag-concentrate was made and the conditions for the optimum extraction of Al2O3 as they derived by the leaching experiments are presented in detail as well as an assessment on the leaching residues. Overall, the aluminum recovery efficiency on the basis of slag weight reached 95% in the optimum conditions. The final residues with less than 2% Al2O3 could be utilized for the recovery of TiO2.	en
heal.advisorName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Πασπαλιάρης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	136 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true