Ανάπτυξη Μεθόδου Άμεσου Προσδιορισμού της Περιεκτικότητας Φθοριούχου Αλουμινίου στο Λουτρό Ηλεκτρόλυσης Αλουμινίου

Βασιλειάδου, Βασιλική; Vasileiadou or Vassiliadou, Vasiliki

dc.contributor.author	Βασιλειάδου, Βασιλική
dc.contributor.author	Vasileiadou or Vassiliadou, Vasiliki
dc.date.accessioned	2021-12-20T08:10:13Z
dc.date.available	2021-12-20T08:10:13Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54191
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21889
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	αλουμίνιο ηλεκτρολυτικό κελί φθοριούχο αλουμίνιο κρυολιθικό λουτρό μοντέλα μέθοδος προσδιορισμού	el
dc.subject	aluminium electrolytic cell aluminium fluoride cryolithic bath models determination	el
dc.title	Ανάπτυξη Μεθόδου Άμεσου Προσδιορισμού της Περιεκτικότητας Φθοριούχου Αλουμινίου στο Λουτρό Ηλεκτρόλυσης Αλουμινίου	el
dc.title	Development of a Method for Direct Determination of the Aluminum Fluoride Content in the Aluminum Electrolysis Bath	en
dc.contributor.department	ΤΟΜΕΑΣ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-20
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη της επίδρασης της προσθήκης φθοριούχου αλουμινίου στις φυσικοχημικές ιδιότητες του λουτρού ηλεκτρόλυσης αλουμινίου και η ανάπτυξη μιας μεθόδου άμεσου προσδιορισμού της περιεκτικότητας του στο λουτρό ηλεκτρόλυσης. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στα βιομηχανικά κελιά ηλεκτρόλυσης του εργοστασίου Αλουμίνιο της Ελλάδος της Μυτιλιναίος, ΑτΕ, στον Άγιο Νικόλαο Βοιωτίας. Η περιεκτικότητα σε AlF3 του λουτρού ηλεκτρόλυσης στα κελιά παραγωγής αλουμινίου είναι μια από τις σημαντικότερες παραμέτρους λειτουργίας τους γιατί επηρεάζει άμεσα τις φυσικοχημικές ιδιότητες του ηλεκτρολύτη. Η προσθήκη AlF3 οδηγεί στη μείωση του σημείου τήξης, της πυκνότητας και της διαλυτότητας της αλουμίνας στο κρυολιθικό λουτρό. Αυτό έχει σαν θετική συνέπεια την αύξηση της απόδοσης ρεύματος, ενώ αντίθετα, έχει και δυσμενή επίδραση καθώς αυξάνει την ωμική αντίσταση του λουτρού και την πτητικότητα των φθοριούχων ενώσεων, ενώ μειώνει τη διαλυτότητα της αλουμίνας. Στη συνήθη βιομηχανική πρακτική ο προσδιορισμός της συγκέντρωσης του AlF3 γίνεται με την περιοδική δειγματοληψία, χημική ανάλυση και τέλος προσθήκη της απαραίτητης ποσότητας στο λουτρό. Η μέθοδος αυτή είναι αρκετά χρονοβόρα, καθώς η πραγματοποίηση καθενός από τα παραπάνω στάδια αυξάνει το συνολικό χρόνο επέμβασης και διόρθωσης της λειτουργίας του κελιού. Αυτή η χρονική καθυστέρηση έχει σαν αποτέλεσμα την αλλαγή των συνθηκών που επικρατούν στο λουτρό από τη στιγμή που γίνεται η δειγματοληψία μέχρι τη στιγμή που γίνεται η διορθωτική προσθήκη και ρύθμιση της περιεκτικότητας σε AlF3 του λουτρού. Η ακριβής πρόβλεψη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του λουτρού ηλεκτρόλυσης ανάλογα με την ποσότητα AlF3 που αυτό περιέχει, η γνώση σε πραγματικό χρόνο της περιεκτικότητας σε AlF3 του λουτρού ηλεκτρόλυσης και η καλή εκτίμηση της ποσότητας AlF3 που πρέπει να προστεθεί στο λουτρό, είναι απαραίτητες προϋποθέσεις για να επιτευχθεί κάθε φορά η λειτουργία του κελιού στις βέλτιστες συνθήκες, επιτυγχάνοντας την καλύτερη απόδοση ρεύματος και τη χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Η βασική πρωτοτυπία της παρούσας διδακτορικής διατριβής συνίσταται στην ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας η οποία επιτρέπει τον άμεσο και σε πραγματικό χρόνο προσδιορισμό της περιεκτικότητας του φθοριούχου αλουμινίου στο λουτρό ηλεκτρόλυσης των κελιών παραγωγής αλουμινίου. Η άμεση γνώση της περιεκτικότητας του φθοριούχου αλουμινίου στο λουτρό θα επιτρέψει τον ακριβέστερο προσδιορισμό της ποσότητας που πρέπει να προστεθεί εντός αυτού, ώστε να εξασφαλίζονται οι βέλτιστες φυσικοχημικές του ιδιότητες και, κατ΄ επέκταση, η βέλτιστη απόδοση ρεύματος του κελιού	el
heal.abstract	The purpose of this PhD thesis was the study of the effect of aluminium fluoride on the physicochemical properties of the aluminium electrolysis cryolite bath and the development of a methodology for the direct determination of its concentration in the electrolysis bath. This study has been carried out in the industrial electrolysis cells of Aluminium of Greece at Mytilineos S.A. plant at St Nicolaos, Biotia, Greece. The AlF3 content of the electrolyte melt is one of the most important parameters affecting the physicochemical properties of the electrolysis bath. The addition of AlF3 in the bath has a positive effect on the electrolyte properties as it reduces its liquidus temperature, density, and the solubility of aluminium metal in the cryolite bath, thus increasing the current efficiency of the electrolysis process. However, it also has some negative effects as it increases the bath ohmic resistance and the volatility of the fluorine compounds and reduces the solubility of alumina in the melt. In the current industrial practice, the determination of AlF3 concentration in the bath is performed through periodic sampling, chemical analysis of the selected samples and, based on the chemical analysis results, the appropriate quantity of AlF3 addition is determined. This procedure is time consuming, and its major disadvantage is that between the time of sampling and analysis until the addition of the corrective AlF3 quantity, the AlF3 content of the bath has changed. This creates a serious problem in the proper control of the AlF3 concentration in the electrolysis bath and the stable operation of the electrolysis cell. The good control of the physicochemical properties of the bath through the accurate estimation of the necessary AlF3 quantity to be added in real time, will enable the optimum performance of the electrolysis cell achieving the highest current efficiency and the minimum energy consumption. The main innovation of this PhD thesis is the development of a methodology for the real time determination of the AlF3 concentration in the electrolysis bath. This will enable the accurate determination of the AlF3 quantity needed to be added to the electrolysis bath, and, therefore, the good control of the physicochemical properties of the electrolysis bath and the operation of the cell under the optimum conditions.	en
heal.advisorName	Πασπαλιάρης, Ιωάννης
heal.committeeMemberName	Πασπαλιάρης, Ιωάννης
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος
heal.committeeMemberName	Ξενίδης, Άνθιμος
heal.committeeMemberName	Ταξιάρχου, Μαρία
heal.committeeMemberName	Κομνίτσας, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάννα
heal.committeeMemberName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα
heal.academicPublisher	Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	168
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false