Bayer prosesine kireç kullanımının etkisinin araştırılması ve ETİ Alüminyum tesislerinde uygulamaları
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2017
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Alüminyum üretiminin temel hammaddesi olan alümina, asidik ve alkali prosesler olmak üzere
iki metotla üretilebilmektedir. Asidik proseslerde yüksek ilk yatırım maliyeti, kompleks ve pahalı proses
çözümleri gerekliliği nedeni ile dünyada halen alümina üretiminin tamamı alkali prosesler ile
yapılmaktadır.
Hali hazırda dünya alümina üretiminin yaklaşık % 85’i yüksek saflıkta alümina elde edilen ve
diğer metotlara kıyasla basit ve ekonomik bir teknoloji olan alkali Bayer Prosesi ile temin edilmektedir.
Genel olarak alümina üretim prosesi, boksit cevherinden kostik soda ile alüminanın ekstraksiyonu
prensibine dayanmaktadır. Elde edilen sodyum alüminat çözeltisi önce dekompoze edilerek alüminyum
hidroksit ürünü, ardından bu ürünün kalsinasyonu ile alümina elde edilir.
ETI Alüminyum alümina rafinerisi belirli bir böhmitik boksit kalitesine göre dizayn edilmiştir.
Yıllar geçtikçe, boksit kalitesi azalmış ve mevcut rezervlerde yapılan madencilik faaliyetlerinde dikkat
çekici miktarda diyaspor ve götit içeriğine rastlanmıştır. Rafineride üretim maliyetini verimli bir şekilde
muhafaza etmek ve yakın gelecekte ciddi darboğazlarla karşılaşmamak için gerekli önlemlerin alınması
gerekmektedir.
Düşük kaliteli boksitlerin ekonomik işlenebilirliğini sağlamak için kullanılan metotlardan bir
tanesi, Bayer Prosesine uygun promoter ilavesidir. Kireç kullanımı, kimyasal ve mineralojik özellikleri
değişen boksit kalitesine olumlu tepki verebilecek alternatif bir uygulamadır. Kireç, prosese özellikle
alümina ekstraksiyon verimini artırmak, safsızlıklarla mücadele etmek ve kostik soda tüketimini azaltmak
için ilave edilmektedir.
Kireç etkisi, birçok araştırmacı tarafından genellikle laboratuar ölçeğinde ve spesifik bir amaca
işaret etmek amacıyla ele alınmıştır. Bununla birlikte, kirecin böhmitik boksitler ve genel proses akışı
üzerindeki etkileri ile ilgili çalışmalar sınırlıdır. Bu çalışmada, kirecin boksit beslemesinden alümina ürün
kalitesine kadar olan süreçteki etkileri geniş bir bakış açısıyla incelenmiştir. Kirecin, böhmitik boksitlerin
yanı sıra diyasporik boksitler üzerindeki etkisi de araştırılmıştır. Yol gösterici laboratuvar çalışmaları
arkasından, kirecin farklı proses adımlarına uygulandığı kapsamlı bir saha çalışması gerçekleştirilmiştir.
Kireç dozu değiştikçe, kırmızı çamur mineral kompozisyonundaki değişimler gözlenmiştir. Enerji ve ham
madde tüketimleri de dahil olmak üzere genel etki, kireç dozajına ve besleme noktasına bağlı olarak tespit
edilmiştir.
Kireç dozaj noktası ve miktarının istenen proses parametrelerine ulaşılmasında önemli bir rol
oynadığı gözlenmiştir. Ürün kalitesinde önemli iyileşmeler gözlenirken, tüketimlerde kaydedilebilir
tasarruflar elde edilmiştir.
Alumina which is the basic feedstock of aluminum production can be produced by two methods; either acidic or alkali processes. Due to the high initial investment cost, complex and costly process solutions required in acidic processes, the entire alumina production is still made with alkaline processes in the world. Currently, about 85% of the world's alumina production is supplied by the alkaline Bayer process, which is a simple and economical technology that yields high purity alumina compared to other methods. Generally, alumina production process is based on alumina extraction from the bauxite ore with caustic soda. The resulting sodium aluminate solution is first decomposed to yield the aluminum hydroxide product followed by alumina by calcination of this product. ETI Aluminyum alumina refinery was designed on a certain boehmitic bauxite quality basis. Over the years bauxite quality has decreased and remarkable diaspore and goethite contents have been encountered during mining activities on current reserves. Proper actions are needed to be taken to keep refinery cost efficient and not to face serious bottlenecks in near future. A method used to provide economical processing of low-quality bauxites is the introduction of appropriate promoters to the Bayer process. Lime usage is an alternative application which can give positive response to variable bauxite quality either in chemical and mineralogical means. Lime is especially added to process in order to increase the efficiency of alumina extraction, compete against impurities and reduce the consumption of caustic soda. Lime effect has been discussed by many researchers pointing the specific purpose and generally at laboratory scale. However the studies on boehmitic bauxite and overall effects on process are limited. In this study, lime impact has been investigated in a large view from bauxite feed to alumina product quality. Lime impact on boehmitic as well as diasporic bauxite has been investigated. An indicative laboratory study has been followed by an extensive plant trial which has been performed applying the lime to different process steps. Mineral composition of red mud has been monitored as lime dosage changes. Overall impact including energy and raw material consumptions has been determined depending on lime dosage and feed point. It has been observed that lime dosing point and quantity play an important role on desired process parameters. While significant improvements have been observed at product quality, recordable savings have been obtained on consumptions.
Alumina which is the basic feedstock of aluminum production can be produced by two methods; either acidic or alkali processes. Due to the high initial investment cost, complex and costly process solutions required in acidic processes, the entire alumina production is still made with alkaline processes in the world. Currently, about 85% of the world's alumina production is supplied by the alkaline Bayer process, which is a simple and economical technology that yields high purity alumina compared to other methods. Generally, alumina production process is based on alumina extraction from the bauxite ore with caustic soda. The resulting sodium aluminate solution is first decomposed to yield the aluminum hydroxide product followed by alumina by calcination of this product. ETI Aluminyum alumina refinery was designed on a certain boehmitic bauxite quality basis. Over the years bauxite quality has decreased and remarkable diaspore and goethite contents have been encountered during mining activities on current reserves. Proper actions are needed to be taken to keep refinery cost efficient and not to face serious bottlenecks in near future. A method used to provide economical processing of low-quality bauxites is the introduction of appropriate promoters to the Bayer process. Lime usage is an alternative application which can give positive response to variable bauxite quality either in chemical and mineralogical means. Lime is especially added to process in order to increase the efficiency of alumina extraction, compete against impurities and reduce the consumption of caustic soda. Lime effect has been discussed by many researchers pointing the specific purpose and generally at laboratory scale. However the studies on boehmitic bauxite and overall effects on process are limited. In this study, lime impact has been investigated in a large view from bauxite feed to alumina product quality. Lime impact on boehmitic as well as diasporic bauxite has been investigated. An indicative laboratory study has been followed by an extensive plant trial which has been performed applying the lime to different process steps. Mineral composition of red mud has been monitored as lime dosage changes. Overall impact including energy and raw material consumptions has been determined depending on lime dosage and feed point. It has been observed that lime dosing point and quantity play an important role on desired process parameters. While significant improvements have been observed at product quality, recordable savings have been obtained on consumptions.
Açıklama
Yüksek Lisans Tezi
Anahtar Kelimeler
Alümina ekstraksiyonu, Etkili kireç kullanımı, Kırmızı çamur mineralojisi, Kireçli Bayer Prosesi, Kostik soda kazanımı, Yüksek silikalı boksitler, Alumina extraction, Caustic soda saving, High silica bauxite, Effective lime usage, Lime Bayer process, Red mud mineralogy
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Demir, G. K. (2017). Bayer prosesine kireç kullanımının etkisinin araştırılması ve ETİ Alüminyum tesislerinde uygulamaları. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
