Aging of flotation mixing mechanism lining material
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
2018-01-30
Department
Major/Subject
Functional materials
Mcode
CHEM3025
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
101+16
Series
Abstract
In the flotation mixing mechanism, the materials are in chemically very harsh conditions and un- der continuous erosion. Polyurethanes have been used for several decades already as a lining ma- terial for the mixing mechanism due to their high erosion resistance, castability and possibility to tailor the mechanical properties. The purpose of this study was to determine, which polyurethanes are most suitable for which flota- tion environment. In the experimental part, thirteen different polyurethanes with different chemi- cal composition and mechanical properties like hardness were tested. During the experimental part three different aging environments were used and two different erodent size for the erosion tests, in order to obtain broader understanding of the effect of different flotation parameters to the properties. The thesis was done in a collaboration with Outotec and the majority of the experi- ments were carried out in the premises of Outotec Research Center in Pori. Most of the tested polyurethanes endured the chemical aging well in all of the solutions simulating different flotation processes. For some of the materials, there were some noticeable property losses during acidic aging. These changes were presumed to be caused by the catalytic effect of acidic environment to the hydrolysis reaction. In practice this means that the chemical resistance has to be carefully considered when selecting lining materials e.g. to lithium flotation. During some of the erosion tests there were mass increases observed. These issues were consid- ered to be caused by either the embedment of particles during the erosion tests or irreversible wa- ter absorption during the aging process.Vaahdotuksen sekoitusmekanismissa käytetyt materiaalit ovat kemiallisesti hyvin haastavissa olo- suhteissa ja joutuvat kestämään jatkuvaa eroosio kulutusta. Polyuretaaneja on käytetty sekoitus- mekanismin pinnoite materiaalina jo useiden vuosien ajan, johtuen niiden hyvästä eroosiokestä- vyydestä, valettavuudesta sekä helposta mekaanisten ominaisuuksien muovattavuudesta. Tässä työssä testattiin polyuretaanien mekaanisten ominaisuuksien kemiallista kestävyyttä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, mitkä polyuretaanit soveltuvat parhaiten mihinkin vaahdotusympäristöön. Kolmeatoista eri polyuretaania eri kemiallisilla koostumuksilla ja mekaa- nisilla ominaisuuksilla kuten kovuudella testattiin. Kokeellisen osuuden aikana vanhennukseen käytettiin kolmea eri kemiallista ympäristö jotka vastasivat tavallisia vaahdotuksen ympäristöjä. Eroosio testeissä käytettiin kahta eri partikkeli kokoa, jotta työn avulla saataisiin mahdollisimman laaja ymmärrys eri parametrien vaikutuksista materiaalien ominaisuuksiin. Työ tehtiin yhteistyös- sä Outotecin kanssa ja suurin osa kokeellisesta osuudesta tehtiin Outotec Research Center Porin tiloissa. Suurin osa testatuista polyuretaaneista kesti kemiallisen vanhennuksen hyvin kaikissa liuoksissa. Joillekin materiaaleille huomattava ominaisuuksien huonontuminen oli havaittavissa happaman vanhennuksen jälkeen. Näiden muutosten oletettiin johtuvan happaman ympäristön katalysoivas- ta vaikutuksesta hydrolyysireaktioon. Käytännössä tämä tarkoittaa, että kemiallinen resistiivisyys tulee ottaa huomioon valittaessa sopivaa pinnoitemateriaalia esimerkiksi litiumin vaahdotukseen. Eroosio testien aikana havaittiin selkeitä ongelmia massan kasvun osalta. Näiden ongelmien ole- tettiin johtuvan joko partikkelien uppoamisesta näytteiden pintaan eroosiotestien aikana, tai irre- versiibelistä veden absorptiosta vanhennuksen aikana.Description
Supervisor
Serna, RodrigoThesis advisor
Lindgren, MariKeywords
polyurethane, aging, flotation, erosion resistance