Υδρομεταλλουργική κατεργασία λατεριτών με χλωριούχα διαλύματα

Οικονομίδη, Χλόη Χριστίνα; Oikonomidi, Chloi Christina

dc.contributor.author	Οικονομίδη, Χλόη Χριστίνα	el
dc.contributor.author	Oikonomidi, Chloi Christina	en
dc.date.accessioned	2018-03-29T11:04:08Z
dc.date.available	2018-03-29T11:04:08Z
dc.date.issued	2018-03-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46817
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15410
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Υδρομεταλλουργία	el
dc.subject	Λατερίτες	el
dc.subject	Χλωριούχα διαλύματα	el
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Νικέλιο	el
dc.title	Υδρομεταλλουργική κατεργασία λατεριτών με χλωριούχα διαλύματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Η παρούσα διπλωματική εργασία με τίτλο «Υδρομεταλλουργική Κατεργασία Λατεριτών με Χλωριούχα Διαλύματα» πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Μεταλλουργίας της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουγών στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Αρχικά, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Άνθιμο Ξενίδη, Καθηγητή του Τομέα Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών, για την ευκαιρία που μου έδωσε να ασχοληθώ με το συγκεκριμένο αντικείμενο, καθώς ακόμη και την εμπιστοσύνη που μου έδειξε καθ΄ όλη τη διάρκεια της διπλωματικής εργασίας. Στη συνέχεια, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την Καθηγήτρια του Τομέα Μεταλλουργίας & Τεχνολογίας Υλικών, την κα. Παπασιώπη Νυμφοδώρα για την πολύτιμη βοήθειά της και καθοδηγησή της, τόσο στη διεκπεραίωση των πειραματικών διεργασιών, όσο και στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Επίσης, ευχαριστώ θερμά την Καθηγήτρια του Τομέα Μεταλλουργίας & Τεχνολογίας Υλικών, την κα. Χαλικιά Ηλιάνα για το χρόνο που διέθεσε για τη μελέτη της διπλωματικής μου εργασίας και τις εύστοχες παρατηρήσεις της. Θα ήθελα επίσης μέσα από την καρδιά μου, να ευχαριστήσω την διδάκτορα Χριστιάννα Μυστριώτη η οποία βρισκόταν συνεχώς κοντά μου, διότι χωρίς την καθοδήγησή και την εμπειρία της, η εκτέλεση των πειραμάτων και των υπόλοιπων εργασιών που εκτελέστηκαν στο εργαστήριο θα ήταν αδύνατη. Εξίσου σημαντική ήταν και η συμβολή όλων των ερευνητών και υποψήφιων διδακτόρων του Εργαστηρίου Μεταλλουργίας οι οποίοι ήταν πάντα διαθέσιμοι να με βοηθήσουν. Για τα αποτελέσματα της ανάλυσης με φθορισμό ακτίνων-Χ (XRF) και LECO και για τις αναλύσεις στην ατομική απορρόφηση φλόγας, ευχαριστώ ιδιαιτέρως τις κυρίες Κατερίνα Βαξεβανίδου και Αδαμαντία Χαροκόπου, μέλη Ε.Τ.Ε.Π του Τομέα Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Για την πρόσβαση στο όργανο της περίθλασης ακτίνων-Χ (XRD), ευχαριστώ πολύ τον Καθηγητή κ. Γεώργιο Φούρλαρη και τον κ. Πασχάλη Ουσταδάκη. Τέλος θα ήθελα να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου προς την οικογένειά μου για την υποστήριξη που μου προσέφερε καθ’ όλη τη διάρκεια των σπουδών μου, μιας και ήταν αυτή που με βοήθησε να ολοκληρώσω το στόχο μου.	el
heal.classification	Υδρομεταλλουργία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/b9c04ac2c10ff5104d3339de71f5ba224a5ea42d
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-25
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η τροποποίηση των διαγραμμάτων ροής σε υπάρχουσες υδρομεταλλουργικές διεργασίες για την ανάκτηση μετάλλων και ιδιαίτερα του νικελίου και του κοβαλτίου από λατερίτες χαμηλής ποιότητας. Συγκεκριμένα διεξήχθησαν δοκιμές εκχύλισης υπό ατμοσφαιρική πίεση σε ένα δείγμα νικελιούχου λατεριτικού μεταλλεύματος ΜΕΚ του οποίου η επιλογή έγινε δειγματοληπτικά από τους ομογενοποιημένους σωρούς των μεταλλευμάτων προς τροφοδοσία στις Περιστροφικές Καμίνους της ΛΑΡΚΟ. Ως εκχυλιστικό μέσο χρησιμοποιήθηκε το HCl και στόχος μας ήταν να προσδιορισθούν οι βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης που ευνοούν την διάλυση του περιεχομένου στο μετάλλευμα νικελίου. Η αρχική ποσότητα του δείγματος μας ήταν περί τα 150kg, από τα οποία διαχωρίστηκαν τα 70kg, ως αντίδειγμα, με τη βοήθεια της μεθόδου του Σταυρού (ASTM-C702-87), προκειμένου να ληφθεί ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα εργασίας. Έτσι τελικά το δείγμα εργασίας που λήφθηκε ζύγιζε σχεδόν 9kg και το μέγεθος σωματιδίων ήταν μικρότερο των 74μm. Για τον πλήρη χαρακτηρισμό του μεταλλεύματος, έγινε χρήση των ακόλουθων αναλυτικών μεθόδων: 1. Κοκκομετρική ανάλυση, 2. Ανάλυση με φθορισμό ακτίνων Χ (XRF), 3. Ανάλυση σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (SEM), 4. Χώνευση με βασιλικό νερό, 5. Περίθλαση ακτίνων Χ (XRD), 6.Προσδιορισμό άνθρακα και θείου με χρήση LECO, 7.Διαφορική-θερμική ανάλυση (DTA-DTG). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα χαρακτηρισμού του μεταλλεύματος το δείγμα μας αρχικά περιείχε Ni 0,88%, Fe 22,42% και Co 0,06%. Οι δοκιμές εκχύλισης διεξήχθησαν σε αντιδραστήρα όγκου 500 mL με μηχανική ανάδευση του πολφού. Η διάταξη της εκχύλισης περιελάμβανε αισθητήρα και ρυθμιστή θερμοκρασίας συνδεδεμένο με τον θερμομανδύα. Η μηχανική ανάδευση έλαβε χώρα με τη χρήση αναδευτήρα Heidolph σε 500 rpm. Η πειραματική διαδικασία περιελάμβανε τη διερεύνηση και επίδραση τριών παραμέτρων, της θερμοκρασίας (65 έως 95oC), της συγκέντρωσης του υδροχλωρικού οξέος (1 έως 4Ν) και της αναλογίας στερεού/υγρού (S/L) (100 έως 300g/l), στην εκχύλιση του νικελίου. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε και στην συν-εξαγωγή κοβαλτίου (Co), καθώς επίσης και στον περιορισμό της διάλυσης Fe, Al, Mg και Ca στο κυοφορούν διάλυμα. Στην πρώτη σειρά πειραμάτων αξιολογήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας. Οι δοκιμές διεξήχθησαν με σταθερή συγκέντρωση HCl ίση με 2Ν και λόγο στερεού/υγρού (S/L) ίσο με 100 g/L (10% β/ο). Στη δεύτερη σειρά δοκιμών η επίδραση της συγκέντρωσης οξέος εκτιμήθηκε διατηρώντας σταθερές τις συνθήκες θερμοκρασίας στους 80°C και το λόγο στερεού/υγρού ίσο με100g/L (10%). Τέλος στην τρίτη σειρά δοκιμών εκχύλισης, η επίδραση του λόγου στερεού/υγρού (S/L) εξετάστηκε εφαρμόζοντας σταθερή θερμοκρασία (80°C) και συγκέντρωσης υδροχλωρικού οξέος HCl ίση με 2N. Τα δείγματα λαμβάνονταν ανά 10, 20, 60, 120, 210 και 360 λεπτά και αναλύθηκαν για Fe, Ni, Co, Mg, Mn, Si, Ca, Cr και ΑΙ με AAS-FE. Τα στερεά της εκχύλισης αναλύθηκαν με ανάλυση XRD, XRF και SEM για να παρατηρηθούν οι αλλαγές στην ορυκτολογική σύσταση, στην μορφολογία και στις συγκεντρώσεις των μετάλλων. Η κατανάλωση του οξέος προσδιορίστηκε πειραματικά πραγματοποιώντας στα διαλύματα εκχύλισης τιτλοδότηση με NaOH (1N). Από την μελέτη των πειραματικών αποτελεσμάτων, προέκυψε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης υδροχλωρίου (HCl) (1 - 4N) είχε θετική επίδραση στην εξαγωγή Ni, Co, Al καθώς και Fe. Η αύξηση της θερμοκρασίας είχε έντονα θετική επίδραση στην εξαγωγή Ni, Co, Fe και Αl καθώς και ελαφρώς πιο ήπια θετική επίδραση στην εξαγωγή Mg ενώ με την αύξηση της αναλογίας στερεού/υγρού (S/L) παρατηρήθηκε η μείωση της εκχύλισης Ni από 79,3% στα 100g /L σε 45,1% για τα 300g/L αντίστοιχα. Την ίδια συμπεριφορά ακολούθησε και η εκχύλιση του κοβαλτίου (Co) αλλά και του σιδήρου (Fe).	el
heal.abstract	The objective of the present study is to modify flow diagrams in existing hydrometallurgical processes for the recovery of metals and in particular the recovery of nickel and cobalt from low quality laterites. Specifically, atmospheric pressure acid leaching tests were carried out on a sam ple of nickel laterite ore ( MEK ) the selection of which was done through the sampling procedure from the homogenized ore piles to be fed to the LA RCO rotary kilns. A s an extractant we used HCl and our purpose was to determine the optimal extraction conditi ons favoring the dissolution of the nickel ore content. The initial quantity of our sample was about 150kg, from which 70kg was separated, as a sample, by the method of the Cross (ASTM - C702 - 87), in order to obtain a representative sample of work. Thus , the work sample obtained weighed almost 9kg and the particle size was less than 74μm. For the complete characterization of the ore, the following analytical methods were used: 1. granulometric analysis, 2. X - ray fluorescence analysis (XRF), 3. Scanning electron microscop y analysis (SEM), 4. Digestion with aqua regia analysis , 5. x - ray diffraction (XRD) analysis, 6. Carbon and sulfur determination using LECO, 7. DTA - DTG. According to the characterization of the ore, our sample originally containe d Ni 0.88%, Fe 22.42% and Co 0.06%. The extraction tests were carried out in a 500 mL volumetric reactor with mechanical stirring of the slurry. The extraction device included a sensor and a temperature controller connected to the heat shrink. Mechanical s tirring was carried out using a Heidolph shaker at 500 rpm. The experimental procedure involved the investigation and influence of three parameters, the temperature, which varied from 65 to 95 °C, the concentration of hydrochloric acid varied from 1 to 4N and the solid / liquid ratio (S / L) which was evaluated from 100 to 300 g / l, for the optimum extraction of nickel. Particular emphasis was also put on co - extraction of cobalt (Co), as well as limiting the dissolution of Fe, Al, Mg and Ca. 8 In the first se ries of experiments the effect of temperature was evaluated. Tests were conducted at a constant HCl concentration of 2N and a solid / liquid ratio (S / L) of 100 g / L (10% w / v). In the second series of tests, the effect of the acid concentration was ass essed by keeping the temperature conditions constant at 80 ° C and the solid / liquid ratio of 100 g / L (10%). Finally, in the third series of extraction tests, the effect of the solid / liquid ratio (S / L) was examined by applyi ng a constant temperature (80° C) and 2N hydrochloric acid concentration. Samples were taken at 10, 20, 60, 120, 210 and 360 minutes and analyzed for Fe, Ni, Co, Mg, Mn, Si, Ca, Cr and Al with AAS - FE. The extraction solids were analyzed by XRD, XRF and SEM analysis to observe chang es in mineral composition, morphology and metal concentrations. Acid consumption was determined experimentally by titrati on with NaOH (1N) in the final extraction solutions. From the study of the experimental results, it appeared that the increase in the c oncentration of HCl (1 - 4N) had a positive effect on the extraction of Ni, Co, Al and Fe. The increase in temperature had a strong positive effect on the extraction of Ni, Co, Fe and Al as well as a slightly milder positive influence on the Mg extraction wh ile with the increase in the solid / liquid ratio (S /L) observed the reduction of Ni extr action from 79.3% for 100g / L to 45.1% for 300g / L respectively. The same behavior was followed by extraction of cobalt and iron	en
heal.advisorName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	109 σ.
heal.fullTextAvailability	true