Document Type : Original Article
Authors
1
Mining and Petroleum Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Nasr City, 11884, Cairo, Egypt / Metallurgy Department, Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia,
2
Metallurgy Department, Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia
3
Mining and Petroleum Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Nasr City, 11884, Cairo, Egypt
4
Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia/ Mining and Metallurgical Engineering, Faculty of Engineering, Assiut University, 71515, Assiut, Egypt
Abstract
The most commercial technology for smelter-grade alumina production is the Bayer process, which processes bauxite ore into smelter-grade alumina. The depletion of bauxite ore makes it necessary to develop innovative methods aimed at the smart processing and production of alumina and other by-products from non-traditional aluminum ores. One of these potential sources that is receiving great attention is kaolin ore. The present work aims to enhance the alumina percent recovery from kaolin ores obtained from different locations in Russia and Egypt by lime-sintering process thermochemically activated by adding charcoal. According to the results obtained before, the kaolin - limestone - charcoal mixtures were sintered at 1360℃, and the obtained sinters were then subjected to the leaching process at solid: liquid ratio (1:4), 50℃ using Na2CO3 solutions of 80 g/L and for 10 min, at 600 rpm. The effect of the silicate module of the used kaolin ores on the alumina percent recovery and self-disintegration process has been investigated. The physico-chemical transformational changes and the efficiency of the self-disintegration process were characterized using thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), and laser diffraction particle-size distribution analysis. The obtained results indicated that the used kaolin ore samples have the same thermal behavior. It is clear that, without the addition of charcoal and with decreasing the silicate module from 2.83 to 2.36, the percent recovery of aluminum oxide increases from 84.7% to 89.4%, respectively. On the other hand, with the addition of 1.5% charcoal, the performance of the process and the alumina percent recovery has been significantly enhanced with an increase from 89.3% to 93.5%, with a decrease in the silicate module from 2.83 to 2.36, respectively.
التكنولوجيا الأكثر تجارية لإنتاج الألومينا الميتالورجية هي عملية باير التي تعالج خام البوكسيت إلى ألومينا ميتالورجية. إن استنفاد خام البوكسيت يجعل من الضروري تطوير أساليب مبتكرة تهدف إلى المعالجة الذكية وإنتاج الألومينا وغيرها من المنتجات الثانوية من خامات الألومنيوم غير التقليدية. أحد هذه المصادر المحتملة لذلك والتى تحظى باهتمام كبير هو خام الكاولين. يهدف العمل الحالي إلى تحسين نسبة الألومينا المستخرجة من خامات الكاولين التي تم الحصول عليها من مواقع مختلفة في روسيا ومصر عن طريق عملية التلبيد مع الحجرالجيرى التي يتم تنشيطها كيميائيا و حراريا عن طريق إضافة الفحم. وفقا للنتائج التي تم الحصول عليها من قبل، تم تلبيد مخاليط الكاولين والحجر الجيري والفحم عند درجة حرارة 1360 درجة مئوية ثم تم اذابة الملبدات الناتجة عند الظروف الاتية نسبة الصلبة: السائلة 4:1 ، 50 درجة مئوية باستخدام محاليل كربونات الصوديوم بتركيز 80 جم / لتر. ولمدة 10 دقائق عند 600 دورة في الدقيقة. تم دراسة تأثير معامل السيليكات لخامات الكاولين المستخدمة على عملية استخلاص نسبة الألومينا والتفكك الذاتي. تم دراسة التغيرات التحويلية الفيزيائية والكيميائية وأداء التفكك الذاتي باستخدام تحليل قياس الوزن الحراري (TGA) وقياس سعرات المسح التفاضلي (DSC)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، وفلورة الأشعة السينية (XRF)، و تحليل توزيع حجم جسيمات حيود الليزر. أشارت النتائج التي تم الحصول عليها إلى أن عينات خام الكاولين المستخدمة لها نفس السلوك الحراري. ومن الواضح أنه بدون إضافة الفحم ومع تخفيض معامل السيليكات من 2.83 إلى 2.36، فإن نسبة الاستخلاص لأكسيد الألومنيوم تزيد من 84.7% إلى 89.4% على التوالي. من ناحية أخرى، مع إضافة 1.5% فحم، تم تحسين أداء العملية و زادت نسبة الاسترجاع للألومينا بشكل ملحوظ مع زيادة من 89.3% إلى 93.5%، مع انخفاض معامل السيليكات من 2.83 إلى 2.36 على التوالي.
Keywords
Main Subjects
)
View on SCiNiTO