Determination of metallization degree of prereduced chromite with image and Rietveld analysis

Thumbnail Image

Files

master_Leino_Teemu_2017.pdf (35.2 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2017-04-24

Department

Major/Subject

Functional Materials

Mcode

CHEM3025

Degree programme

Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering

Language

en

Pages

42 + 39

Series

Abstract

Currently, reduction of chromite requires high temperatures and consumes large amounts of energy. This energy consumption could be decreased by a prereduction step which utilizes methane as a reductant in a relative low temperature. In this work, metallization degree of prereduced chromite samples is determined using two methods. First method is analysis of scanning electron microscope images where heavier metallic phases show as bright white areas which are easy to segment using thresholding. The second technique is Rietveld analysis which fits a calculated profile onto a measured X-ray powder diffraction pattern to gain information about phase quantities. Metallization degrees ranged from 15 to 65 weight percentages depending on the reduction temperature and methane content. These results are promising and show that methane is an effective reducing agent.

Tällä hetkellä kromiitin pelkistysprosessi vaatii korkeita lämpötiloja ja kuluttaa paljon energiaa. Energiankulututusta voitaisiin vähentää lisäämällä prosessiin esipelkistysvaihe, joka hyödyntää metaania pelkistimenä suhteellisen matalassa lämpötilassa. Tässä työssä määritetään esipelkistetyn kromiitin metalloitumisaste käyttäen kahta eri menetelmää. Ensimmäinen menetelmä analysoi näytteestä otettuja pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvia, joissa painavammat metallifaasit erottuvat kirkkaina valkoisina alueina, jotka on helppo erottaa raja-arvoistamalla (engl. thresholding). Toinen tekniikka on Rietveld -analyysi, joka antaa tietoa faasimääristä sovittamalla mitattuun pulveriröntgendiffraktiospektriin laskennallisen profiilin. Näillä menetelmillä saadut metalloitumisastetulokset vaihtelivat 15 ja 65 painoprosentin välillä, riippuen pelkistyslämpötilasta ja metaanipitoisuudesta. Tulokset ovat lupaavia ja näyttävät, että metaani on tehokas pelkistäjä.

Description

Supervisor

Taskinen, Pekka

Thesis advisor

Halli, Petteri
Eric, Rauf

Keywords

chromite, metallization degree, image analysis, thresholding, Rietveld

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201705305000

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM