Autoclaaf procestechniek voor de valorisatie van residuen uit de metallurgische industrie

Het Bayer-proces is de belangrijkste procedure voor de productie van aluminiumoxide, en de kernactiviteit is de omzetting van bauxiet op hoge temperatuur in autoclaven. Processen bij hoge temperatuur en druk vormen een integraal onderdeel van veel industriële processen en leveren materialen gebruikt in bijvoorbeeld de bouw, de automobielsector en ruimtevaart. Op basis van deze analogie hebben we een hydrothermisch proces ontwikkeld om de residuen van het Bayer-proces te behandelen (bauxiet residu = rode modder), dat in water onoplosbare monolieten, met zeolieten als een belangrijk reactieproduct, opleverde. Dit proces werd vervolgens getest op meerdere formuleringen. In alle gevallen zijn de resultaten veelbelovend: de finale materialen zijn duurzaam, hebben een grote sterkte en een hoog specifiek oppervlak, waarbij de meeste zware metalen zijn geïmmobiliseerd. Dit proces, waarvoor we reeds een octrooi hebben aangevraagd, wordt nu opgeschaald. Er zullen korrelige materialen, maar ook platen van maximum 1 m x 2 m worden geproduceerd voor verdere tests in reële omstandigheden en toepassingen. Dit zal uiteindelijk de markt- en technologiegereedheid verhogen. Een belangrijk aspect in dit proces is het vinden van een optimale balans tussen totale kosten en eigenschappen. Om de formuleringen van de grondstoffen in combinatie met de verwerkingsparameters op efficiënte wijze te optimaliseren, voor de beste prestaties per toepassing en een minimale CO2-voetafdruk, zullen we optimale statistische proefopzet gebruiken. Zowel proces als product zijn zeer interessant voor aanverwante disciplines zoals metallurgische, chemische, burgerlijke en architectuur ingenieurswetenschappen, en zullen de basis vormen voor toekomstige industriële samenwerkingen en internationale projecten.

Trefwoorden:autoclave processing, hydrothermal curing, residue valorization, zeolites, design of experiments

Disciplines:Biologie en andere natuurwetenschappen, Materiaalrecyclage en -valorisatie, Numerieke analyse, Destructieve en niet-destructieve materiaaltesten