Solid-state reduction of vanadium containing Mustavaara titano-magnetite concentrate
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Authors
Date
2015-06-11
Department
Major/Subject
Materiaalien prosessointi
Mcode
MT3002
Degree programme
MTE - Materiaalitekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
175+270
Series
Abstract
Sustainable development aims to reduce energy consumption in all fields of industry, including metallurgical processes. In this master’s thesis, a new approach to decreasing energy demand is observed. Natural gas has better reducing properties than solid carbon and the production of natural gas is not a limiting factor either, since it is a side product of petrochemical industry. Solid-state reductions of iron, done with a natural gas containing gas mixtures, could occur even at reduction temperatures 400 °C lower than is needed in solid-state carbothermal reduction. The results achieved in this master´s thesis were the first of their kind and similar reduction degrees have not been obtained in previous experimental studies. The use of a higher natural gas contents in the feed gas mixture than previously used, and complete removal of inert gas was achieved for the first time. In this thesis, the possible reduction mechanisms and kinetics for titanomagnetite concentrate are presented, using natural gas containing atmospheres as a reductant. The activation energies of metallization were calculated for the main compounds of titanomagnetite concentrate.Kestävän kehityksen yhtenä päämääränä on ollut vähentää energiantarvetta myös metallurgisissa, teollisissa prosesseissa. Tämä diplomi-insinöörin tutkintoa varten tehty lopputyö keskittyy juuri tuohon osa-alueeseen, mutta lähestymistapa on aivan uudenlainen. Maakaasulla on huomattavasti kiinteää hiiltä paremmat pelkistävät ominaisuudet ja sen tuotantokaan ei ole rajoittava tekijä, sillä se on öljyteollisuuden sivutuote. Maakaasulla tapahtuvissa raudan kiinteätilapelkistyksissä reaktiolämpötilat voivat olla jopa 400 °C alhaisemmat kuin puhtaalla hiilellä tehtävissä kiinteätilapelkistyksissä. Tässä diplomityössä saadut tulokset olivat ensimmäiset laatuaan eikä samanlaisiin pelkistysasteisiin ole ennen päästy vastaavanlaisissa kokeellisissa tutkimuksissa. Yhtenä syynä tähän oli maakaasupitoisuuden nosto aivan uudelle tasolle käytetyssä pelkistyskaasuseoksessa sekä inertin kaasun poistaminen kokonaisuudessaan. Tässä työssä tullaan esittämään myös mahdollisia pelkistymismekanismeja, perehdytään titanomagne-tiitin pelkistyskinetiikkaan sekä selvitettiin titanomagnetiitin pääkomponenttien aktivaatioenergiat maakaasupitoisuuden funktiona.Description
Supervisor
Taskinen, PekkaThesis advisor
Eric, RaufKeywords
activation energy, kinetics, methane, reduction, solid-state, titanomagnetite