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【24h】

Etude de l'inhibition de l'entartrage de l'acier doux 1018 par la gibbsite dans le procede Bayer.

机译:硅藻土在拜耳法中抑制低碳钢1018结垢的研究。

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摘要

L'aluminium est produit par electrolyse de l'alumine extraite de la bauxite. Tout d'abord, l'alumine (Al2O3) est extraite de la bauxite par le procede Bayer. Par ce procede, la gibbsite (Al(OH)3) presente dans la bauxite est dissoute dans une solution concentree d'hydroxyde de sodium (NaOH) a une temperature de 143°C pour une usine dite a basse temperature. La solution obtenue, appelee liqueur Bayer, est saturee en gibbsite. Celle-ci va etre precipitee en abaissant la temperature de la liqueur a 65°C grace a des echangeurs de chaleurs. La gibbsite recucillie est ensuite calcinee en alumine (Al2O 3) pour l'electrolyse. L'importante variation de temperature dans le procede entraine une sursaturation de la solution en gibbsite. Cette sursaturation provoque l'entartrage qui est une problematique importante au sein du procede Bayer. Dans le procede Bayer, l'entartrage est defini comme l'adherence de composes solides a la paroi metallique de l'equipement : reservoirs, conduites, echangeurs de chaleur, etc. La composition chimique du tartre varie selon la composition de la solution ainsi que la temperature. Les composes les plus frequents qui forment le tartre dans le procede Bayer sont : la gibbsite, la sodalite Bayer, l'oxalate de sodium et le titanate de sodium ou de calcium.;L'etude de l'entartrage de l'acier doux par la gibbsite dans le procede Bayer necessite la comprehension des parametres qui influencent la cristallisation de la gibbsite afin de pouvoir l'inhiber. L'un des moyens pour emecher la formation de tartre est la modification des surfaces metalliques des conduites et echangeurs de chaleur. Les trois volets examines lors de ce travail sont la modification des surfaces metalliques par des traitements appliques directement sur l'acier ou leur recouvrement par des revetements polymeriques formes par voie electrochimique, la caracterisation des surfaces metalliques et des polymeres, et l'evaluation de l'influence des modifications apportees a l'acier doux par des tests d'entartrage dans la liqueur Bayer.;La combinaison des tests d'entartrage avec les differentes techniques de caracterisation physico-chimiques des echantillons, telles que la microscopie electronique a balayage, la microscopie a force atomique, la spectrometrie X par dispersion en energie, la spectroscopie de photoelectrons, la diffraction des rayons X et la spectroscopie infrarouge a transformee de Fourier, a permis de cibler les parametres qui influencent l'entartrage de l'acier doux par la gibbsite.;La presence de defauts, d'une grande rugosite et d'oxydes a la surface de l'acier doux favorise l'entartrage. De plus, des revetements polymeriques epais, non uniformes, poreux et contenant des groupements hydroxydes favorisent aussi l'entartrage. Par ailleurs, l'entartrage va se produire plus facilement sur l'acier que sur les polymeres.;Une bonne correlation a ete demontree entre les resultats des tests d'entartrage obtenus en laboratoire et en usine. En effet, tous les traitements appliques directement sur l'acier ont permis d'augmenter les temps de nucleation de la gibbsite. De plus, les revetements polymeriques epais, non uniformes et poreux ont des temps de nucleation plus courts alors que revetements polymeriques plus uniformes ont permis d'augmenter les temps de nucleation.;Une partie des resultats presentes dans ce memoire concernant les tests d'entartrage a ete incluse dans un compte-rendu de conference et dans la presentation orale associee: " Dynamic adsorption isotherm measurements applied to known organic precipitation inhibitors and scale control studies. ", A. BRISACH-WITTMEYER, I. FONTAINE, E. ST-JEAN, A. VACHON, H. MENARD, N.A. BOUCHARD et R. BREAULT, Proceedings of the 8th International Alumina Quality Workshop, Darwin, Australie 2008.
机译:铝是通过电解从铝土矿中提取的氧化铝生产的。首先,通过拜耳法从铝土矿中提取氧化铝(Al2O3)。通过该过程,存在于铝土矿中的三水铝石(Al(OH)3)在所谓的低温工厂中于143°C的温度下溶解于氢氧化钠(NaOH)的浓溶液中。获得的溶液称为拜耳液,在三水铝石中饱和。由于热交换器的缘故,液体温度降低至65°C会沉淀出来。然后将回收的三水铝石煅烧成氧化铝(Al2O 3)进行电解。在该过程中较大的温度变化导致三水铝石溶液过饱和。这种过饱和导致结垢,这是拜耳法中的重要问题。在拜耳法中,结垢定义为固体化合物对设备金属壁的粘附:罐,管道,热交换器等。牙垢的化学组成根据溶液的组成以及温度而变化。在拜耳法中形成牙垢的最常见化合物是:三水铝石,拜耳方钠石,草酸钠和钛酸钙钠或钛酸钙。拜耳法中的三水铝矿需要了解影响三水铝石结晶的参数,以便能够抑制它。防止水垢形成的方法之一是修改管道和热交换器的金属表面。在这项工作中检查的三个方面是:通过直接施于钢上的处理或通过电化学途径形成的聚合物涂层覆盖金属表面,对金属表面进行改性,金属表面和聚合物的表征以及对金属表面的评估。拜耳溶液中的水垢试验对低碳钢的改性的影响;水垢试验与样品的不同物理化学表征技术的结合,例如扫描电子显微镜,原子力显微镜,能量色散X射线光谱法,光电子能谱,X射线衍射和傅里叶变换红外光谱法,使得可以通过以下方法确定影响低碳钢水垢的参数低碳钢表面缺陷,高粗糙度和氧化物的存在会促进结垢。另外,含有氢氧化物基团的厚的,不均匀的多孔聚合物涂层也促进了结垢。此外,在钢上比在聚合物上更容易发生结垢,在实验室和工厂获得的结垢测试结果之间显示出良好的相关性。实际上,所有直接应用于钢的处理都可以增加菱镁矿的成核时间。另外,厚的,不均匀的和多孔的聚合物涂层具有较短的成核时间,而更均匀的聚合物涂层使得可以增加成核时间。包括在会议报告和相关的口头陈述中:“动态吸附等温线测量应用于已知的有机沉淀抑制剂和水垢控制研究。”,A。BRISACH-WITTMEYER,I。FONTAINE,E。ST-JEAN ,A。VACHON,H。MENARD,NA BOUCHARD和R. BREAULT,第八届国际氧化铝质量研讨会论文集,澳大利亚达尔文,2008年。

著录项

  • 作者

    Vachon, Annick.;

  • 作者单位

    Universite de Sherbrooke (Canada).;

  • 授予单位 Universite de Sherbrooke (Canada).;
  • 学科 Engineering Chemical.;Engineering Metallurgy.
  • 学位 M.Sc.
  • 年度 2009
  • 页码 131 p.
  • 总页数 131
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化工过程(物理过程及物理化学过程);冶金工业;
  • 关键词

  • 入库时间 2022-08-17 11:37:52

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