Σφαιροποίηση ιστορικών αποθέσεων σκόνης περιστροφικών καμίνων

Λυκουρέζος, Παναγιώτης; Lykourezos, Panagiotis

dc.contributor.author	Λυκουρέζος, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Lykourezos, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2016-09-15T07:01:24Z
dc.date.available	2016-09-15T07:01:24Z
dc.date.issued	2016-09-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43523
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12125
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σφαιροποίηση	el
dc.subject	Πελετοποίηση	el
dc.subject	Περιστροφικές κάμινοι	el
dc.subject	Λατερίτης	el
dc.subject	Σιδηρονικέλιο	el
dc.subject	Pellets	en
dc.subject	Pelletization	en
dc.subject	Later	en
dc.subject	Nickel	en
dc.subject	Kiln	en
dc.title	Σφαιροποίηση ιστορικών αποθέσεων σκόνης περιστροφικών καμίνων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλουργία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-07-20
heal.abstract	Στη παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η φυσικοχημική συμπεριφορά σφαιριδίων παραγομένων από σκόνη αναγωγικής φρύξης ελληνικών νικελιούχων λατεριτών. Η σκόνη αυτή προέρχεται από τα συστήματα αποκονίωσης των περιστροφικών καμίνων του μεταλλουργικού συγκροτήματος Λάρυμνας. Έχει αποτεθεί πριν από πολλά έτη, αλλά εξακολουθεί να αποτίθεται μερικώς μέχρι και σήμερα στο χώρο πέριξ του εργοστασίου της ΛΑΡΚΟ ΓΜΜΑΕ σε τρεις σωρούς εκτεθειμένη στα σημεία απόθεσης επί σειρά ετών στις εκάστοτε καιρικές συνθήκες. Λόγω της σημαντικής περιεκτικότητας της σκόνης σε Ni αλλά και σε C, αυτή αποτελεί ουσιαστικά ένα έτοιμο μεταλλουργικό μίγμα που η αξιοποίηση του παρουσιάζει ιδιαίτερο τεχνικό, οικονομικό και περιβαλλοντικό ενδιαφέρον. Λόγω όμως της κοκκομετρίας της η σκόνη δεν μπορεί να τροφοδοτηθεί ως έχει στις περιστροφικές καμίνους. Για να γίνει αυτό απαιτείται η δημιουργία συσφαιρωμάτων (pellets) τα οποία θα πρέπει να παρουσιάζουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που θα επιτρέπουν την επανατροφοδοσία τους στις περιστροφικές καμίνους . Η σφαιροποίηση των ιστορικών αποθέσεων της σκόνης των απαερίων των περιστροφικών καμίνων πραγματοποιήθηκε σε τροχό συσφαίρωσης στην εταιρεία βιομηχανικών ορυκτών Imerys. Πραγματοποιήθηκαν δύο σειρές πειραματικών δοκιμών παρασκευής σφαιριδίων, που περιλάμβαναν την προσθήκη 5% κ.β. τσιμέντου ή 0,7% μπεντονίτη ως συνδετικού μέσου. Στη συνέχεια, προσδιορίστηκε η υγρασία των σφαιριδίων, η αντοχή τους σε πτώση και η αντοχή τους σε συμπίεση και εξετάστηκαν συγκριτικά τα αποτελέσματα και για κάθε κοκκομετρικό κλάσμα και κάθε συνδετικό υλικό. Η αντοχή των σφαιριδίων σε πτώση με τη χρήση των δύο συνδετικών μέσων ήταν χαμηλή, λόγω των χαμηλών επιπέδων υγρασίας αλλά και της χαμηλής περιεκτικότητας σε συνδετικό υλικό. Σύμφωνα με τη ισχύουσα πρακτική, ένας ικανοποιητικός αριθμός ρίψεων πριν τη θραύση ή τη ρωγμάτωση είναι αυτός των 5, ο οποίος όμως δεν καλύπτεται εφόσον για τα σφαιρίδια που παρήχθησαν ο μέσος όρος ήταν στις 2 περίπου ρίψεις. Αναφορικά με την αντοχή των σφαιριδίων σε θραύση (συμπίεση), η ισχύουσα πρακτική απαιτεί 1 με 1,5 kg/σφαιρίδιο. Σφαιρίδια με διάμετρο 8mm και άνω ικανοποιούν τις τιμές αυτές από τη δεύτερη ημέρα παρασκευής τους. Επιπλέον, τα μεγαλύτερης διαμέτρου σφαιρίδια δεν επηρεάστηκαν από το συνδετικό υλικό, αφού τελικά αποκτούν ίδιες αντοχές, ενώ παρατηρήθηκε πως στα λεπτότερα σφαιρίδια ο μπεντονίτης προσδίδει υψηλότερες τιμές αντοχής συγκριτικά με το τσιμέντο. Στη συνέχεια, μελετήθηκε ο βαθμός αναγωγής των συσφαιρωμάτων στη θερμοκρασία των 950οC χρησιμοποιώντας μίγμα CO-N2 ως αναγωγικό μέσο. Η μελέτη του βαθμού αναγωγής των σφαιριδίων πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Μεταλλουργίας της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων - Μεταλλουργών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, με την εφαρμογή της πρότυπης μεθόδου ASTM Ε 1071-85, σύμφωνα με την οποία δείγμα συσφαιρωμάτων μεταλλευμάτων σιδήρου έρχεται σε επαφή με προθερμασμένο ρεύμα αναγωγικού μέσου, με συνεχή καταγραφή του βάρους του δείγματος. Οι απώλειες μάζας κατά το στάδιο αναγωγής αντιστοιχούν σε απώλεια οξυγόνου από τα περιεχόμενα στο μετάλλευμα οξείδια του σιδήρου, και τελικά χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του βαθμού αναγωγής των σιδηρομεταλλευμάτων. Από τα διαγράμματα του βαθμού αναγωγής συναρτήσει της θερμοκρασίας και του χρόνου, παρατηρείται ότι ο μεγαλύτερος βαθμός αναγωγής επιτυγχάνεται στο στάδιο της πύρωσης και όχι στο αντίστοιχο της αναγωγικής φρύξης. Επίσης, σε όλες τις σειρές των πειραμάτων υπήρξε απώλεια μάζας αμέσως μετά την έναρξη της δοκιμής και δεν παρατηρήθηκε μία αρχική περίοδος επώασης, η οποία έχει αναφερθεί από άλλους μελετητές. Ο ρυθμός αναγωγής, όπως και ο τελικός βαθμός αναγωγής αυξάνουν με τη μείωση της διαμέτρου των σφαιριδίων. Το γεγονός εξηγείται από τη μεγαλύτερη διαδρομή που πρέπει να διανύσουν τα αναγωγικά αέρια με την αύξηση της διαμέτρου για να πραγματοποιηθούν οι αντιδράσεις μέχρι το κέντρο του σφαιριδίου. Τέλος, να σημειωθεί ακόμη ότι η πρόοδος και η ταχύτητα αναγωγής των σφαιριδίων -12,5+9,5 mm με τσιμέντο 5%, είναι μεγαλύτερη από αυτή των αντίστοιχων σφαιριδίων με μπεντονίτη 0,7%.	el
heal.abstract	In the present Thesis, the physicochemical behavior of pellets produced from the reductive roasting powder of Greek nickel laterites is studied. This powder results from the de-dusting process of the Rotary Kiln Furnaces of the metallurgical plant of GMM LARCO S.A. For the purposes of the study, powder samples were collected from the area around the metallurgical plant of GMM LARCO S.A, from three different stock piles which were exposed to various prevailing weather conditions throughout the previous years. Since the powder contains a significant amount of Ni and C, it can be exploited as a metallurgical mixture of particular technical, economic and environmental interest. However due its particle size, the powder cannot be fed as such to the rotary kilns. In that context, pelletizing of the powder shall allow its effective use as feed for the Rotary Kilns. The pelletizing process of the rotary kiln furnace off-gas dust took place in a conglomeration wheel owned by IMERYS Company that is specialized on industrial minerals production. Two experimental series for pellets production have been performed each one using a different binder (i.e. 5% cement or 0.7% bentonite, respectively). In addition, the moisture content of the pellets was determined as well as their resistance to drop and compression and comparative results were concluded for each granulometric fraction and binder used. From the chemical, particle size and mineralogical analyses of the laboratory produced pellets useful data was derived for an in-depth knowledge of the material properties. According to current practice, a sufficient number of drop sets before pellet’s fracturing or cracking are 5, which though has not been achieved as the corresponding average for the particular pellets produced in this study was only 2 drop sets. As regards pellets compression strength, the current practice refers to 1 to 1.5 kg/pellet. Pellets with 8mm diameter and above, meet these values from the second day of their production. In addition, coarser pellets were unaffected by the binder used, as they eventually acquire similar strengths. However, it was observed that as regards the finer pellets, bentonite as a binder results to higher strength values compared to that of cement as a binder. Furthermore, the reduction degree of the pellets in the temperature of 950οC was studied by using a mixture of CO and N2 as reducing gas. The study on the reduction degree took place in the Laboratory of Metallurgy of the School of Mining and Metallurgical Engineering of the National Technical University of Athens by using the standard method ASTM Ε 1071-85. In this method, a sample of pelletized iron is contacted with preheated reducing gas stream and the sample’s weight is continuously recorded. Mass loss during the reduction process essentially corresponds to loss of oxygen from the iron oxides and is subsequently used to determine the reduction degree of the iron ore sample. From the observation of the diagrams presenting reduction degree as a function of temperature and time, it can be concluded that higher reduction degrees are achieved during the calcination phase and not during reductive roasting. Moreover, in all experimental series, mass loss was immediate, and the initial incubation period, which has been reported by other researchers, was not observed. In addition to that, reduction rate, as well as overall reduction degree, both increase with the decrease of the pellets’ diameter. This can be attributed to the longer distance that reductive gases have to travel, due to the diameter increase, in order to react up to the center of the pellet. Finally, it should be noted that the progress and the reduction rate of the -12.5 + 9.5mm pellets with 5% cement as a binder was higher than that of the respective pellets with 0.7% bentonite.	en
heal.advisorName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Τσακαλάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	127 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true