The effect of mineralogy, sulphur, and reducing gases on the reducibility of saprolitic nickel ores

Julkaisun otsikon käännös: Mineralogian, rikin ja pelkistyskaasujen vaikutus saproliittisten nikkelimalmien pelkistymiseen

Ali Bunjaku

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Nikkeliä voidaan valmistaa joko lateriittisesta tai sulfidisesta malmista. Sulfidisten nikkelimalmiesiintymien köyhtyessä on kiinnostus kasvanut yhä enemmän lateriittisia nikkelimalmeja kohtaan. Nikkelin valmistus lateriittisista malmeista vaatii huomattavasti enemmän energiaa kuin valmistus sulfideista. Lateriittien hyödyntäminen onkin toistaiseksi ollut vähäistä, koska ei ole vielä kehitetty menetelmiä, joilla voitaisiin valmistaa taloudellisesti, energiatehokkaasti ja ympäristöystävällisesti riittävän korkealaatuista tuotetta. Nykyiset, lateriittia käyttävät pyroprosessit perustuvat raaka-aineen kuivatukseen, esikuumennukseen ja esipelkistykseen rumpu-uunissa sekä sähköuuni-pelkistykseen. Rumpu-uunissa suoritettavalla esipelkistyksellä on tärkeä merkitys sähköuunin energiankulutuksen kannalta; mitä parempi pelkistysaste rumpu-uunissa saavutetaan, sitä vähemmän energiaa tarvitaan sähköuunissa. Tutkimalla saproliittisten nikkelimalmien käyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa, saadaan tärkeää tietoa niiden pelkistymiseen vaikuttavista tekijöistä. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia: (i) lateriittisten nikkelimalmien käyttäytymistä korkeassa lämpötilassa; (ii) lateriittien pelkistymistä määrittämällä malmien mineralogian, kuumennuksen aikana muodostuvien faasien ja pelkistymisen välisiä suhteita ja selvittää lateriittisten nikkelimalmien optimaaliset pelkistysolosuhteet; sekä (iii) rikin vaikutusta lateriittisten nikkelimalmien kuumennuksessa muodostuviin faaseihin sekä pelkistymiseen. Tulokset osoittivat, että lateriittiset nikkelimalmit ovat heterogeenisiä ja kuumennuksen seurauksena niiden vapaa vesi poistuu noin 100°C:ssa, götiitin OH-ryhmä vapautuu 250°C:ssa ja kidevesi haihtuu noin 600°C:ssa. Uusien faasien muodostuminen eksotermisena reaktiona tapahtuu noin 820°C:ssa. Lisäksi havaittiin, että uusien faasien (talkki, kiteytymätön, oliviini ja pyroksiini) muodostuminen riippuu lateriittisen nikkelimalmin mineralogiasta ja että nämä muodostuneet faasit vaikuttavat edullisesti/epäedullisesti lateriittien pelkistymiseen. Myös pelkistimen valinnalla näytti olevan vaikutusta komponenttien metallisoitumiseen. Optimaalisen pelkistyslämpötilan todettiin olevan ~750oC. Lisäksi CO:n käyttö pelkistimenä johti nikkelin parempaan pelkistymiseen, myös rikillä näytti olevan parantava vaikutus nikkelin pelkistymiseen.
Julkaisun otsikon käännösMineralogian, rikin ja pelkistyskaasujen vaikutus saproliittisten nikkelimalmien pelkistymiseen
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Taskinen, Pekka, Vastuuprofessori
  • Kekkonen, Marko, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-4993-9
Sähköinen ISBN978-952-60-4994-6
TilaJulkaistu - 2013
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • lateriittinen nikkelimalmi
  • nikkelimalmi
  • mineralogia
  • dehydraatio
  • pelkistys

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Mineralogian, rikin ja pelkistyskaasujen vaikutus saproliittisten nikkelimalmien pelkistymiseen'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä