Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nickel recovery from low-grade laterites: study of thermal pre-treatments to improve the efficiency of the hydrometallurgical process

Borda Johana, Torres Robinson

Journal of Sustainable Mining

|

2023

|

Vol. 22. iss. 3

219--226

EN

The processing of lower-grade laterites to obtain nickel has increased due to the gradual depletion of higher-grade sulphide ore reserves. However, the extraction from laterites has been limited because conventional technologies imply a considerable expense of energy or reagents. In this document, the effect of thermal pre-treatments on a laterite sample is demonstrated to improve nickel leaching under moderate conditions. The influence of agents such as coke, coal and NaCl in the heat treatment was also studied. With the results it is presumed that part of the nickel occluded in the goethite migrates to the iron oxides surface during the heat treatment; this is why the dissolution of nickel is linked to that of iron. The highest extractions (64.7% nickel) were achieved by combining heat treatment and leaching with 1 M H2SO4 at ambient conditions. Compared to direct leaching of unpretreated laterite, leaching rates for this metal are increased by 26.5%. The chlorinating calcination and the optimization of the studied variables will be favourable to reach higher metallic extractions.

2

Structural and Morphological Evaluations of Natural Hydroxyapatite from Calcined Animal Bones for Biomedical Applications

Ojo Olusola Emmanuel, Sekunowo Olatunde Israel, Ilomuanya Margaret Okonawan, Gbenebor Oluwashina Philips, Adeosun Samson Oluropo

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2022

|

Vol. 6, no. 1

14--21

EN

Several biomedical materials have been employed as drug delivery systems, but natural Hydroxyapatite (HAP) has been proven to be exceptionally better than other materials owing to its excellent bioactivity and biocompatibility properties. In this study, natural HAP was obtained from bovine and caprine bones and comparatively analysed for biomedical applications. The bones were hydrothermally treated, calcined in the temperature range of 700–1100°C, held for 2 hours in an electric furnace to remove the organic contents; milled, sifted with 150 μm mesh sieve and then characterized. It was revealed by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) that the bovine and caprine bone samples calcined at 1000°C had calcium/phosphorus ratio (Ca/P) of 1.66 closest to the standard of 1.67. The bovine HAP showed the best crystallinity (86.23%) at 1000°C while caprine HAP had its highest (87.25%) at 1100°C. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) results revealed that the calcination temperature must be greater than 700°C to isolate high quality HAP. The Scanning Electron Microscopy (SEM) showed that the samples calcined at 800°C had the largest average particle size (85.34 μm) while porosity increases with calcination temperature in both samples. The HAP obtained at a calcination temperature of 1000°C proved to have the best quality for biomedical applications.

3

Modelling of limestone calcination for optimisation of prallel flow regenerative shaft kiln (PFR), case study: Iran Alumina Plant

Mirzaei Hosseinali, Noaparast Mohammad, Abdollahi Hadi

Archives of Mining Sciences

|

2022

|

Vol. 67, no. 2

209--222

EN

To produce the lime required for the Bayer process, two parallel flow regenerative shaft kilns (PFR) were used in the Iran Alumina plant located in Jajarm, North Khorasan Province, Iran. In this study, the calcination conditions of limestone were modelled in a laboratory furnace by considering three factors of limestone size, temperature and calcination time using the Box-Behnken method. The calcination model of limestone was obtained using a quadratic equation. Due to the importance of limestone dust in the performance of industrial kilns, conditions of calcification and its reactivity with water were examined at three temperature ranges of 800, 1000, and 1200°C, by two methods of titration and standard ASTM C110. The results indicated a decrease in reactivity of lime relative to the increased temperature of calcination and the lack of forming the burnt lime particles that stick together (blocking). Finally, the ratio of input limestone (kg) to fuel (m3) was reduced from 16.4 to 15.3 to increase the average temperature of the burning zone to 1000°C. Also, excess air was reduced from 40 to 20%. In this condition, the lime quality was increased by about 6% in the kilns.

4

Simple synthesis of Black TiO2 Nanofibers Via Calcination in Inert Atmosphere

Ji Myeongjun, Kim Eung Ryong, Park Mi-Jeong, Jeon Hee Yeon, Moon Jaeyun, Byun Jongmin, Lee Young-In

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1481--1486

EN

Black TiO2 nanofibers have recently emerged as a promising material that has both advantages of black metal oxide and one-dimensional nanostructure. However, current reduction-based synthesis approaches are not compatible with practical applications because these processes require high process costs, complicated processes, and sophisticated control. Therefore, it is still necessary to develop a simple and facile method that can easily introduce atomic defects during the synthesis process. This work suggests an electrospinning process with an antioxidant and subsequent calcination process for the facile synthesis of black TiO2 nanofibers. The synthesized black TiO2 nanofiber has an average diameter of 50.3 nm and a rutile structure. Moreover, this nanofiber represented a noticeable black color and a bandgap of 2.67 eV, clearly demonstrating the bandgap narrowing by the introduced atomic defects.

5

Sposoby kalcynacji surowców kaolinowych w produkcji metakaolinu

Lech Aleksander, Wyszomirski Piotr

Materiały Ceramiczne

|

2020

|

T. 72, nr 1

33--48

PL

Użycie metakaolinu w wielu technologiach przemysłu materiałów budowlanych znajduje swoje uzasadnienie w jego wysokiej aktywności pucolanowej. Produkcja jednostki masy metakaolinu cechuje się znaczną oszczędnością zużycia ciepła w porównaniu ze zużyciem ciepła w produkcji jednostki masy cementu, co wyraża się m.in. znaczną różnicą wartości śladów węglowych produkcji metakaolinu i cementu. W artykule dokonano przeglądu stanu techniki w zakresie stosowanych metod produkcji metakaolinu, wskazując przede wszystkim na możliwości jak najmniejszego zużycia ciepła w analizowanych metodach, wynikające z najdogodniejszych warunków wymiany ciepła i masy między czynnikiem grzewczym a kalcynowanym wsadem surowca ilastego.

EN

The use of metakaolin in many technologies of the building materials industry finds its justification in its high pozzolanic activity. Production of a unit of mass of metakaolin is characterized by significant savings in heat consumption compared to the consumption of heat in the production of a unit of mass of cement, which is expressed, among others, by significant difference in the value of carbon footprints of metakaolin and cement production. The article reviews the state of the art in the field of metakaolin production methods used, pointing first of all to the possibility of the lowest possible heat consumption in the analysed methods, resulting from the most convenient conditions for heat and mass exchange between the heating medium and the calcined clay feedstock.

6

Physicochemical Properties of Copper Modified Zeolite

Świderska-Dąbrowska Renata, Schmidt Rafał, Dąbrowski Tomasz

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

810--824

EN

Zeolites have been used in environmental engineering mainly in catalytic processes and as ion exchangers in water and wastewater treatment. Selective modified zeolites allow significant improvement in the effectiveness of impurities’ removal without introducing additional reagents to the environment. The final effect of treatment of water solutions is determined by the catalyst used, its physicochemical properties and the process parameters. In this work effectiveness of zeolite modification methods as well as their physical and chemical stability, taking into account the changes that take place during the process of calcination within the temperature range of 250°C to 650°C is presented. A natural clinoptilolite used in the experiment was transformed into the hydrogenous form and subsequently modified with copper (II) ions by coprecipitation with NaOH and Na2CO3. The effect of the method of the zeolite modification on Cu content, the zeolite Leaching capacity and surface charge was evaluated. An analysis of experimental results has shown that calcination temperature does not significantly change the surface charge, but does affect copper speciation. Analysis of EDS spectra by a scanning microscope, which showed that new and regular forms of copper compounds had been formed along the zeolite lattice structure is also presented. The experimental results show that retention of Cu in zeolites was caused by electrostatic interactions between Cu(II) cations and the electronegative surface of the zeolite and coprecipitation of Cu(II) complexes. Physicochemical properties of examined zeolites were affected by processes of hydration, hydrolysis and complexing of Cu with the zeolite matrix as a function of the solution’s pH. Results show that the process of impurities’ removal from water and wastewater depends on the method of zeolite modification and on the solution’s pH.

PL

W inżynierii środowiska zeolity stosowane są przede wszystkim jako wymieniacze jonowe w oczyszczaniu wody i ścieków oraz w procesach katalitycznych. Selektywne modyfikowane zeolity pozwalają na znaczące zwiększenie skuteczności usuwania zanieczyszczeń, jednocześnie nie wprowadzając dodatkowych reagentów do środowiska. O końcowym efekcie decyduje rodzaj zastosowanego katalizatora, jego właściwości fizykochemiczne oraz parametry prowadzenia procesu. W pracy przedstawiono efektywność metod modyfikacji zeolitów oraz ich stabilność fizyczną i chemiczną, z uwzględnieniem zmian zachodzących podczas procesu kalcynacji w zakresie temperatur od 250°C do 650°C. W badaniach zastosowano zeolit naturalny klinoptylolit, który przeprowadzono w formę wodorową roztworem HCl, a następnie poddawano modyfikacji jonami miedzi (II) metodą współstrącania z użyciem NaOH i Na2CO3. Oceniono wpływ sposobu prowadzenia modyfikacji zeolitu na zawartość Cu, jego rozmywalność oraz ładunek powierzchniowy. Analiza wyników badań wykazała, że temperatura kalcynacji nie wpływa istotnie na zmianę ładunku powierzchniowego, ale na formę występowania związków miedzi. W pracy przedstawiono również analizę widm EDS wykonanych mikroskopem skaningowym, która pokazała, że wzdłuż struktury krystalicznej zeolitu zostały utworzone nowe i regularne formy związków miedzi. Wyniki badań wykazały, że zatrzymywanie Cu w zeolitach zachodziło na skutek oddziaływań elektrostatycznych między kationami Cu(II) i elektroujemną powierzchnią zeolitu oraz w wyniku strącania i współstrącania kompleksów Cu(II). Czynnikami wpływającymi na właściwości fizykochemiczne badanych zeolitów są procesy hydratacji, hydrolizy i kompleksowania Cu z matrycą zeolitu w funkcji pH roztworu. Przedstawiona w pracy analiza wyników badań wykazała, że proces usuwania zanieczyszczeń z wód i ścieków uzależniony jest od sposobu modyfikacji zeolitu oraz od pH roztworu.

7

A fine fraction from the recycled concrete as an addition in the cement composites

Pawluczuk E.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2018

|

Vol. 27, No. 3

338--347

EN

The aim of the research was to determine the possibility of using the fine fraction from the recycled concrete to produce the cement composites. The research was based on a rotal plan with two variables: x1 (the amount of the recycled addition, 0-40% c. m.) and x2 (the amount of the superplasticizer, 0-1% c. m.). The recycled material was ground to 0.125 mm and roasted at 700°C. The statistical analysis of the findings led to the conclusion that the recycled fine fraction can be added to the cement composites (up to 20% of the cement mass) without a significant decline in their parameters’ values.

8

Atmospheric pressure leaching of nickel from a low-grade nickel-bearing ore

Javanshir S., Mofrad Z. H., Azargoon A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2018

|

Vol. 54, iss. 3

890--900

EN

This study focused on the extraction of nickel from a low-grade lateritic ore. The characterization of representative samples was done by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), and microscopic mineralogical studies. Nickel was uniformly distributed in iron (hydr)oxide minerals. The pre-concentration of nickel was attempted by magnetic separation, but was unsuccessful. The effect of the type of lixiviant, acid concentration, S/L ratio, time, and temperature were investigated in the atmospheric leaching process. Based on the experimental data, optimum conditions for the maximum recovery of nickel were determined under the following conditions: 5 M H2SO4, 25% (w/v), 90 ºC, and two hours. Pre-calcination, for increasing nickel extraction by converting goethite to hematite, was carried out on raw ores at different times (30-180 minutes) and temperatures (180-540 ºC). Recovery was found increasing from 69 to 95% under the same conditions. Kinetic studies were conducted by fitting the data with Shrinking Core (SC) models. The study determined, from the estimate of activation energy, that the rate of reaction controlled by chemical reaction.

9

Synthesis of NiO nanoparticles by sol-gel technique

Kayani Z. N., Butt M. Z., Riaz S., Naseem S.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 4

547--552

EN

NiO nanoparticles were fabricated by sol-gel route using ammonium hydroxide and nickel nitrate as precursors. The NiO nanoparticles were calcinated at 400 °C and 1000 °C. The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), vibrating sample magnetometer (VSM), thermogravimetry analysis/differential thermal analysis (TGA/DTA). The structural properties were evaluated by X-ray diffraction (XRD). XRD confirmed the formation of well-crystallized and high purity NiO phase. The XRD showed that the peaks were sharpened and the crystallite size increased as the calcination temperature increased. The average crystallite size ranged from 12 nm to 20 nm, when calcined at temperatures 400 °C and 1000 °C, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) revealed the chemical composition and confirmed the formation of NiO nanoparticles. The nanoparticles showed paramagnetic behavior.

10

Influence of calcination temperature on optical and structural properties of TiO2 thin films prepared by means of sol-gel and spin coating

Tański T., Matysiak W., Kosmalska D., Lubos A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 2

151--156

EN

In this study, ceramic TiO2 thin films were prepared on glass substrates using sol-gel and spin-coating methods from the TNBT/ AcOH/ EtOH/ H2O solution. The obtained coatings were subjected to drying at room temperature and were then calcined in the air at different temperatures in a range of 400–600°C in order to obtain clean TiO2 layers. The surface morphology and chemical composition were characterized with the use of a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive spectrometer (EDX). Research has shown the presence of elements in the TiO2 and the influence of temperatures on layer thickness. Analysis of optical properties and energy gap width of the prepared coatings was determined by means of spectra analysis of absorbance as a function of radiation energy obtained with the use of the UV-VIS spectrophotometer. The obtained spectra of the layers are characterized by a shift of absorption lines towards the visible light wavelengths and the obtained values of band gaps decrease as the calcination temperature rises. The obtained and developed results of TiO2 thin films testify to the wide application possibilities of the layers in elements which use photocatalytic processes such as self-cleaning surfaces, solar cells, pollution removing membranes and optoelectronic components.

11

The Influence of Calcination Temperature on Structural and Optical properties of ZnO-SiO2 Nanocomposite by Simple Thermal Treatment Route

Alibe I. M., Matori K. A., Aziz S. H. A., Yazid Y., Saion E., Alibe A. M., Zaid M. H. M., Ghapur Engku E. A. A., Zangina T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

539--545

EN

This study offers a new method to synthesize facilely willemite (Zn2 SiO4 ) based phosphor at the temperature of 800°C. The ZnO-SiO2 nanocomposite was calcined at different temperatures between 500 and 1000°C. The structural, morphological and optical properties of the nanocomposite obtained at various calcination temperatures were studied using different techniques. The FT-IR, XRD and the UV-vis result confirmed the formation of willemite phase. The precursor was confirmed to be amorphous by XRD at room temperature, but upon calcination temperature at 500°C, it was transformed into a crystalline structure. The crystallinity and the particle size of the nanocomposite increase as the calcination temperature were increased as revealed by XRD and TEM measurement. The sample exhibits a spherical morphology from 500 to 800°C and dumbbell-like morphology above 800°C as shown by the FESEM images. The absorption spectrum suffers intense in lower temperature and tends to shift to lower wavelength in the UV region as the calcination temperature increases. The band gap values were found to be increasing from 3.228-5.550 eV obtained between 500 to 1000°C, and all the results confirm the formation of willemite phase at 800°C.

12

Influence of the Calcination Temperature on the Optical and Mechanical Properties of Y2O3-MgO Nanocomposite

Yong S.-M., Choi D. H., Lee K., Ko S.-Y., Cheong D.-I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1481--1484

EN

Y2O3-MgO nanocomposites are one of the most promising materials for hypersonic infrared windows and domes due to their excellent optical transmittance and mechanical properties. In this study, influence of the calcination temperature of Y2O3-MgO nanopowders on the microstructure, IR transmittance, and hardness of Y2O3-MgO nanocomposites was investigated. It was found that the calcination temperature is related to the presence of residual intergranular pores and grain size after spark plasma sintering. The nanopowders calcined at 1000°C exhibits the highest infrared transmittance (82.3% at 5.3 μm) and hardness (9.99 GPa). These findings indicated that initial particle size and distribution of the nanopowders are important factors determining the optical and mechanical performances of Y2O3-MgO nanocomposites.

13

Calcination of Aluminum Chloride Hexahydrate (ACH) for Alumina Production: Implications for Alumina Extraction from Aluminum Rich Fly Ash (ARFA)

Zhao L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 1

235--240

EN

Alumina rich fly ash (ARFA) has been regarded as the alternative to bauxite in China. Hydrochloric acid process could be favored for alumina extraction, necessitating calcination of aluminum chloride hexahydate (ACH). In this work, the TGA/DSC results of ACH were used to suggest calcination procedures. Two-step calcinations of 200-1000°C and 350-1000°C did not increase the surface area of alumina, by comparison with one step 1000°C calcination, and a slow heating rate could improve the surface area. Calcination temperature was increased from 950 to 1250°C in a step of 50°C, and XRD, XRF, BET and gas pycnometer were used to characterize the alumina from calcinated ACH. Consistent results were obtained by these different techniques, and two groups of impurities were identified and related to alumina purity and surface area. By comparison with clays, it was suggested to remove impurities such as MgO, Na2 O, K2 O, P2 O5 and SO3 in hydrochloric acid leaching of ARFA.

14

Ceramiczne nadprzewodniki wysokotemperaturowe – otrzymywanie YBa2Cu3O7-x metodami prażenia

Szterner P., Pęczkowski P., Jaegermann Z.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2017

|

R. 10, nr 28

62--75

PL

Artykuł jest pracą przeglądową, stanowi kontynuację cyklu publikacji dotyczących ceramicznych nadprzewodników wysokotemperaturowych, ze zwróceniem szczególnej uwagi na nadprzewodnik z rodziny miedzianów YBa2Cu3O7-x (nazywany też YBCO lub Y-123). Należy on do najważniejszych ceramicznych materiałów nadprzewodzących. W artykule przedstawiono podział na różne techniki otrzymania YBa2Cu3O7-x, a bardziej szczegółowo opisano otrzymywanie YBCO konwencjonalną metodą prażenia.

EN

This review paper continues a series of articles on ceramic high-temperature superconductors, with particular attention to the superconductor family of cuprates YBa2Cu3O7-x. (called also YBCO or Y-123). It belongs to most important superconducting materials. In this paper, the division into different methods for obtaining YBCO ceramics have been presented. Conventional ceramic process for obtaining of YBCO, namely calcination, has been described in more detail.

15

Skorupy jaj kurzych jako surowiec do produkcji fosforanów wapnia

Pluta K., Malina D., Sobczak-Kupiec A.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2017

|

nr I/2

359--369

PL

Wykorzystanie produktów ubocznych pochodzących z produkcji wyrobów spożywczych i ferm wylęgowych, jakimi są skorupki jaj kurzych, stanowi interesującą alternatywę dla klasycznych metod otrzymywania potencjalnego materiału implantacyjnego - fosforanów wapnia. Popularność ceramiki hydroksyapatytowej w środowisku medycznym spowodowana jest właściwościami jakimi obdarzone są te materiały tj. bioaktywność, biozgodność oraz osteokonduktywność. Celem badań było wykorzystanie skorupek jaj kurzych jako surowca do produkcji fosforanów wapnia. Wstępnie oczyszczone skorupki zostały poddane jednostopniowej kalcynacji w piecu komorowych w zmiennych warunkach temperaturowych, które miały na celu zbadanie wpływu temperatury na właściwości finalnego produktu. Skorupki jaj kurzych zawierają w swym składzie ok. 94% (m/m) węglanu wapnia, który w procesie termicznym ulega rozkładowi do tlenku wapnia. Syntezę hydroksyapatytu przeprowadzono metodą mokrą, stosując jako substraty zawiesinę wodorotlenku wapnia pozyskanego z produktu kalcynacji skorupek oraz roztwór kwasu fosforowego(V). Otrzymane proszki poddano analizie fizykochemicznej potwierdzającej występowanie hydroksyapatytu.

EN

The use of by-products from the production of food industry and farms hatching such as shell chicken eggs is an interesting alternative to conventional methods for the preparation of the potential implant material – calcium phosphates. Because of unique properties of hydroxyapatite such as bioactivity, biocompatibility and osteoconductive, this material is commonly use in the medical community. The main goal of this research is development of calcium phosphate synthesis method from waste material such as eggshells. Pre-cleaned eggshells were subjected to a single-stage calcination in furnace chamber in varying temperature condition, which were intended to examine the effect of temperature on the properties of the final product. Chicken eggshells contain approx. 94% (m/m) calcium carbonate, which in the thermal process decomposed to calcium oxide. HAp synthesis was carried out by wet methods, using as a starting materials calcium hydroxide suspension obtained from calcined eggshells and solution of phosphoric acid. The obtained powders were characterized using physicochemical method to confirm the presence of hydroxyapatite.

16

Spoiwo mineralne uzyskane w wyniku prażenia odpadów flotacyjnych powstających w KGHM POLSKA MIEDŹ S.A.

Rajczyk K.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 22/84, nr 3

239--248

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości wykorzystania odpadów flotacyjnych powstających w KGHM POLSKA MIEDŹ S.A. do produkcji spoiw wiążących. W tym celu przeprowadzono badania składu chemicznego odpadów flotacyjnych wybierając najbardziej odpowiednie pod względem składu mineralnego, którymi okazały się odpady węglanowe. Odpady te prażono w warunkach laboratoryjnych w zakresie temperatur od 650°C do 1100°C, przy czym najkorzystniejszy zakres temperatur przypadał w zakresie od 750°C do 850°C. Zachowując ten zakres temperaturowy prażono odpady w małym piecu obrotowym, a produkt zmielono w młynie kulowym. Uzyskane spoiwo miało właściwości wapna hydraulicznego, głównie dzięki pewnej zawartości krzemianu dwuwapniowego i aktywnej krzemionki. Wytrzymałość na ściskanie tego spoiwa wzrastała w wilgotnym powietrzu przez 90 dni, osiągając po tym okresie 90 MPa. Ostateczna ocena warunków produkcji i właściwości spoiwa wymaga przeprowadzenia badań w skali przemysłowej.

EN

In the paper the results of experiments dealing with the possibility of flotation wastes in KGHM Polska Miedź SA usage for the binder production. In this aim the chemical composition of flotation waste was monitored in order to choice the most suitable according to mineralogical composition, which was the carbonic waste. This waste was burned at temperature range from 650°C to 1100°C, in laboratory condition. The best temperature range was found to be from 750°C to 850°C. Keeping this temperature range the wastes were burned in small rotary kiln and the product was groung in ball mill. The obtained binder has the properties of hydraulic lime, due to some content of belite and active silica. The compressive strength of this binder was developing in air with the high relative moisture for 90 days, and achieved 90 MPa. The final assessment of the production condition and of binder properties needs the research in industrial scale.

17

Wyroby magnezjowo-węglowe z zastosowaniem surowców magnezjowych z alternatywnych źródeł – właściwości i zastosowanie

Skalska M., Darłak M., Śnieżek E., Madej D., Szczerba J.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

355--361

PL

Część magnezjowa w wyrobach niewypalanych, zawierających węgiel, stanowi główny element ich odporności na oddziaływania korozyjno-erozyjne procesów stalowniczych. Staranny dobór surowców decyduje o trwałości wyłożenia ogniotrwałego. W artykule przedstawiono właściwości wyrobów wyprodukowanych z zastosowaniem surowców z alternatywnych źródeł oraz wyniki przeprowadzonych testów z ich zastosowaniem w kadziach stalowniczych. Artykuł stanowi podsumowanie uzyskanych efektów podczas realizacji prac badawczo-rozwojowych prowadzonych w ramach realizacji POIG Działanie 1.4 „Zastosowanie kruszyw otrzymanych z krajowych surowców alternatywnych w materiałach ogniotrwałych”.

EN

Magnesia in the unfired refractories containing carbon is the main factor which influences resistance to corrosion and erosion processes, occurring in the steelmaking process. The careful selection of raw materials determines durability of refractory linings. The article presents the properties of the magnesia-carbon refractories produced using raw materials from alternative sources and the results of tests of their use in a steel ladle. The article is a summary of the results obtained during the performance of research and development conducted in the framework of a POIG project: Action 1.4 "The application of aggregates obtained from domestic alternative resources in refractory materials".

18

Surowce magnezjowe z alternatywnych źródeł

Skalska M., Darłak M., Śnieżek E., Madej D., Turek M., Szczerba J.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

346--354

PL

W pracy przedstawiono wyniki prac badawczo-rozwojowych nad otrzymywaniem surowców magnezjowych z zasolonych wód wykonanych w ramach realizacji przez Zakłady Magnezytowe ,,ROPCZYCE” S.A. przy współudziale Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH w Krakowie projektu POIG Działanie 1.4 „Zastosowanie kruszyw otrzymanych z krajowych surowców alternatywnych w materiałach ogniotrwałych”. W eksperymentalnej linii wytrącano z zasolonych wód wodorotlenek magnezu, który poddano kalcynacji w specjalnie przygotowanych kasetonach w piecu tunelowym Zakładów Magnezytowych ,,ROPCZYCE” S.A. Tak otrzymana magnezja kalcynowana poddawana była topieniu w łukowym piecu elektrycznym innowacyjnej linii topienia utworzonej w ramach realizowanego projektu i posłużyła do wytworzenia kruszywa magnezjowego. Na każdym etapie technologicznym wykonywano oznaczenia strat prażenia i składu chemicznego produktów magnezjowych. Wyselekcjonowane frakcje kruszywa magnezjowego poddano badaniom składu fazowego, chemicznego w mikroobszarach i obserwacjom mikroskopowym. Otrzymane kruszywo magnezjowe, pozyskane z wodorotlenku magnezu wytrąconego z zasolonych wód miało właściwości wymagane w przypadku tego typu surowców stosowanych w produkcji zasadowych materiałów ogniotrwałych

EN

The results of R&D works are presented, concerning the obtainment of magnesia raw materials derived from saline water. The works were done in frames of realization of a POIG project: Action 1.4 "The application of aggregates obtained from domestic alternative resources in refractory materials" by Zakłady Magnezytowe ,,ROPCZYCE” S.A. in cooperation with the Faculty of Materials Science and Ceramics at the AGH-UST in Kraków. Magnesium hydroxide was precipitated by using an experimental line and calcined in a tunnel furnace of Zakłady Magnezytowe ,,ROPCZYCE” S.A., using specially prepared coffers. The obtained caustic magnesia was fused in an electrical arc furnace of an innovative line for fusion developed during the realization of the project and it was used for the manufacturing of magnesia aggregate. The determination of calcination losses and chemical composition of magnesia products has been done in each technological stage. Selected fractions of the magnesia aggregate were characterized with respect to their phase composition, chemical composition in microareas, and microstructure. The magnesia aggregate derived from the saline water fulfilled requirements expected by aggregates that are used for production of basic refractory materials.

19

Calcined aluminium oxide nanopowders of boehmite origin and narrow particle size distribution

Pyda W., Kędzierska A., Morgiel J., Moskała N.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

376--383

EN

The synthesis of aluminium oxide powders composed of nanocrystalline particles of high temperature polymorphs that show extremely narrow size distributions is reported. Al(NO3)3∙9H2O was used as a reagent in two bottom-up synthesis processes: i) calcination of precursor boehmite obtained through controlled dehydroxylation of aluminium hydroxide, and ii) calcination of a hydrothermally crystallized precursor boehmite. The former method is solely the solid state synthesis of the product, the latter one involves crystallization of the precursor in a liquid state. Both methods, creating different crystallization conditions for boehmite, deliver alumina particles of different mechanical strength and therefore different behaviour during comminution. The processes of alumina nanopowder preparation were accompanied by intensive attrition milling at crucial manufacturing stages. The influence of the applied ways of boehmite precursor preparation on the morphology and size distribution of alumina particle was studied. The nano-powder composed of α-Al2O3 and a mixture of θ-Al2O3 and α-Al2O3 was produced in the case of the conventional calcination and hydrothermal method, respectively. The additional attrition milling of the hydrothermal boehmite product heated for 1 h at 450 °C decreased a crystallization temperature of α-Al2O3 from 1297 °C to 1199 °C when compared to the unmilled product. A crystallization temperature of 1185 °C was determined for the solely calcined alumina powder. The hydrothermal treatment followed by pre-calcination at 450 °C and attrition milling allowed obtaining mesoporous θ-Al2O3 nano-particles of elongated shapes and sizes in the range of 60-300 nm with a median of 150 nm when crystallized for 0.5 h at 1040 °C. When the same comminution conditions applied to the finally calcined precursor, the alumina powder originated from the precursor, which has not been treated hydrothermally, was composed of particles ranging from 35 nm to 3 μm with a median of 200 nm and the presence of some amount of the fraction of 20-180 μm. Thus, a significant role of the hydrothermal treatment combined with low temperature pre-calcination and attrition milling has been proved for the manufacturing of narrow distribution Al2O3 nanopowders.

PL

Opisano syntezę proszków tlenku glinu, złożonych z nanocząstek odmian wysokotemperaturowych, które charakteryzują się wąskim rozkładem wielkości. Azotan glinu Al(NO3)3∙9H2O wykorzystano jako prekursor w dwóch procesach bottom-up: i) kalcynacja prekursora bemitowego otrzymanego w drodze kontrolowanej dehydroksylacji wodorotlenku glinu, ii) kalcynacja prekursora bemitowego krystalizowanego hydrotermalnie. Pierwsza z metod jest wyłącznie syntezą w fazie stałej, druga obejmuje krystalizację prekursora w fazie ciekłej. Obydwie metody, tworząc różne warunki krystalizacji bemitu, dostarczają cząstek tlenku glinu o różnej wytrzymałości mechanicznej i dlatego różniące się zachowaniem podczas rozdrabniania. Proces przygotowania nanoproszków obejmował również intensywne mielenie ścierne zastosowane w kluczowych etapach wytwarzania. Zbadano wpływ zastosowanych sposobów otrzymywania prekursora glinowego na morfologię i rozkład wielkości cząstek w nanoproszkach tlenku glinu. Nanoproszki złożone z α-Al2O3 lub mieszaniny θ-Al2O3 i α-Al2O3 wytworzono w przypadku odpowiednio metody kalcynacji i metody hydrotermalnej. Dodatkowe mielenie ścierne hydrotermalnie otrzymanego produktu bemitowego, który ogrzano przez 1 h 450 °C wpłynęło na obniżenie temperatury krystalizacji α-Al2O3 z 1297 °C do 1199 °C w porównaniu z produktem niemielonym. Temperaturę krystalizacji wynoszącą 1185 °C stwierdzono w przypadku proszku α-Al2O3 otrzymanego wyłącznie metodą kalcynacji. Obróbka hydrotermalna z następczą prekalcynacją w 450 °C i mieleniem ściernym pozwoliło na uzyskanie mezoporowatych nanocząstek θ-Al2O3 o wydłużonych kształtach i rozmiarach w zakresie 60-300 nm i medianie wynoszącej 150 nm, wtedy gdy krystalizowano je przez 0,5 h w 1040 °C. W przypadku zastosowania takich samych warunków rozdrabniania do finalnie kalcynowanego prekursora, nieotrzymanywanego w procesie krystalizacji hydrotermalnej, proszek α-Al2O3 składał sie z cząstek o rozmiarach od 35 nm do 3 μm z medianą przy 200 nm i zawierał również pewną ilość frakcji 20-180 μm. W ten sposób wykazano znaczącą rolę połączenia obróbki hydrotermalnej i niskotemperaturowej prekacynacji z następczym mieleniem ściernym na wytwarzanie nanoproszków Al2O3 o wąskim rozkładzie cząstek.

20

Characterization of magnetic biochar amended with silicon dioxide prepared at high temperature calcination

Baig S. A., Lou Z., Hayat M. T., Fu R., Liu Y., Xu X.

Materials Science Poland

|

2016

|

Vol. 34, No. 3

597--604

EN

Calcination is considered to increase the hardness of composite material and prevent its breakage for the effective applications in environmental remediation. In this study, magnetic biochar amended with silicon dioxide was calcined at high temperature under nitrogen environment and characterized using various techniques. X-ray diffraction (XRD) analysis revealed elimination of Fe3O4 peaks under nitrogen calcination and formation of Fe3Si and iron as major constituents of magnetic biochar-SiO2 composite, which demonstrated its superparamagnetic behavior (>80 Am2·kg-1·) comparable to magnetic biochar. Thermogravimetric analysis (TGA) revealed that both calcined samples generated higher residual mass (>96 %) and demonstrated better thermal stability. The presence of various bands in Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) was more obvious and the elimination of H–O–H bonding was observed at high temperature calcination. In addition, scanning electron microscopy (SEM) images revealed certain morphological variation among the samples and the presence of more prominent internal and external pores, which then judged the surface area and pore volume of samples. Findings from this study suggests that the selective calcination process could cause useful changes in the material composites and can be effectively employed in environmental remediation measures.