Polvos de electrofiltro Bayer: caracterización y aprovechamiento

Abstract

El objetivo del presente trabajo se centra en la caracterización y valorización de un residuo que se produce durante la calcinación del hidróxido de aluminio dentro del proceso Bayer de obtención de alúmina de grado metalúrgico. Dicho residuo se recoge en los electro-filtros de salida de los gases del calcinador y consiste en unos finos menores de 10 micras, denominados finos o polvos de electro-filtro (PE), muy heterogéneos en función de las tecnologías, temperaturas y materias primas empleadas. Caracterización Se ha realizado la caracterización de las alúminas y polvos de electro filtro (PE) procedentes de diferentes plantas Bayer a nivel mundial: Distribución granulométrica, contenido en gibsita o hidrato, contenido en α-alúmina, superficie específica, Humedad, Superficie específica, M.O.I., L.O.I. (Pérdidas al fuego), Densidad aparente, Densidad real, estudio microscópico y Análisis Químico. La caracterización básica, fue realizada mediante técnicas de AA, FTIR, DFX, ATD-ATG y RMN se ha determinado, para todos los PE la composición elemental, y clara la presencia de gibsita (γ-Al(OH)3), γ-alúmina y α-alúmina, en cantidades que dependen del origen del PE. Mediante (FTIR) se detectó la presencia de Bohemita (γ-AlOOH) y posiblemente Diásporo (α-AlOOH). Para conocer el mecanismo por el que los PE captaban Cu2+, se estudiaron los espectros de RMN para 1H y 27Al, y fue identificada la presencia de óxidos e hidróxidos y sus estructuras de enlace. Valorización Uso funcional como material de adsorción metálica en aguas minero-metalúrgicas Se ha realizado un extenso estudio de la bibliografía al respecto de la adsorción mediante adsorbentes no convencionales. Se han realizado diferentes ensayos discontinuos con los PE internacionales en diferentes concentraciones principalmente de Cu, también de Ni y Cd en solución. También se ha estudiado cómo influyen los diferentes parámetros (pH, Tª, concentración adsobato y adsorbente, etc.), en la adsorción de metales pesados por los diferente PE internacionales. Realizando Cinéticas de adsorción, Capacidad máxima de adsorción (Langmuir, Freundlich). Se estudió la adsorción en columna Uso como materia prima para ladrillos refractarios aislantes de cara caliente Se propuso otra aplicación para valorizar los PE: La fabricación de un ladrillo refractario de cara caliente de alta alúmina. Se utilizaron como materia prima los PE, el humo de sílice, poliestireno expandido y como aglomerante un cemento aluminoso. Se ha obtenido un refractario aislante de mullita-anortita-diasporo, con una densidad de entre 0,8 – 0,9 g/cm3, resistencia a compresión sobre 3 N/mm2 (MPa), conductividad térmica de 0,26 – 0,29 W/m.K, que puede ser utilizado en zonas en contacto con gases a temperaturas inferiores a 1400°C.