Influence des conditions d'agglomération sur la morphologie de la gibbsite et les propriétés d'usage de l'alumine

par Virginie Plagnieux

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Marie-Noëlle Pons et de Hervé Vivier.

Soutenue en 2003

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    L'@amélioration de la solidité de l'alumine utilisée pour la production d'aluminium et la réductionde la génération de particules fines qui résulte des chocs lors de la calcination et des transports sont des points essentiels pour les producteurs des usines Bayer. Le but de cette étude est de montrer les liens qui existent entre les conditions opératoires de précipitation de la gibbsite et sa morphologie, et de vérifier leur impact sur la solidité de l'alumine. Des analyses sur produits industriels et sur produits élaborés en laboratoire ont été effectuées. Nous avons focalisé notre attention sur le rôle de l'étape d'agglomération. La procédure expérimentale a été choisie pour respecter au mieux les conditions industrielles. La morphologie des cristaux de gibbsite a été quantifiée en utilisant trois modes de visualisation (microscope optique avec des liquides d'immersion, microscope électronique à balayage sur poudre et sur section polie) et un ensemble de paramètres de forme. Cinq paramètres de forme ont été utilisés pour décrire la forme bidimensionnelle des cristaux du point de vue de leur rugosité, de leur allongement et de leur tortuosité. L’analyse en composantes principales a permis de synthétiser l'information pour une meilleure précision des résultats et une interprétation plus fine. Le microscope électronique à balayage permet de visualiser les facettes des cristaux. Des paramètres pseudo-tridimensionnels ont été calculés pour décrire le réseau de facettes. Sur section polie, le contour des cristaux est bien défini et permet de calculer des tàilles de côtés assimilées aux tailles des facettes. La solidité de l'alumine a été évaluée à l'aide d'un lit fluidisé standardisé et de deux indices. !. . :indice d'attrition mesure la proportion de particules de taille inférieure à 45 ~m créées lors du test. !. . :indice de brisure quantifie l'évolution globale de la distribution de taille après le passage en lit fluidisé


  • Résumé

    The@improvement of the solidity of alumina which is produced for aluminium refinery and the reduction of fine particles generation which result of shocks during calcination and transport are essential points for the Bayer producers. The aim of this study is to link the gibbsite precipitation conditions to the morphology of the crystals and to verity their impact on alumina solidity. Analysis on industrial and lab-made products was done. We have focused our attention on the role of the agglomeration step. The experimental procedure was chosen to be as close as possible to the industrial process. Gibbsite morphology was quantified by using three visualization methods (optical microscopy with different immersion liquids, scanning electron microscopy on free powder and on polished section) and a setof different shape parameters. Five shape parameters quantify the two-dimensional shape of the crystals from the point of view of their roughness, elongation and concavity. Principal component analysis have enabled an information simplification for a better precision of the results and a better interpretation. The scanning electron microscope on free powder enables the tacet network visualization. Pseudo three dimensional parameters were calculated to describe the tacet network. On polished section, the crystal frames are weil defined and enable the sizing of the crystal sides related to the tacet sides. Alumina solidity was evaluated with a standardized fluidized bed and two indices. The attrition index quantifies the proportion of particles of size less than 45 1-1m which have been created du ring the test. The breakage index quantifies the evolution of the size distribution after the test

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Informations

  • Détails : 1 vol. (II-217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 189-194. Résumé en français et en anglais

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