Vermindering van bauxietresiduen met waterstof- en metaalterugwinning

Als onderdeel van het H2020 HARARE-project gaat de promovendus werken aan de reductie van bauxietresidu met behulp van waterstof, wat zal leiden tot een product dat de basis legt voor de terugwinning van metalen. BR wordt gemengd met alkalibronnen en gepelletiseerd voordat het in H2 wordt geroosterd. Het doel is om de ijzeroxiden in de BR om te zetten in magnetiet. Voor deze reactie zijn lagere temperaturen en een kortere verblijftijd nodig dan voor de omzetting naar metallisch ijzer. Zo is roosteren bij tussenliggende temperaturen (400-800°C) voldoende. Naast de temperatuur zijn de te bestuderen parameters verschillende alkalibronnen (NaOH, Na2CO3) en vol.% H2 (van 2 tot 25 vol.%). De experimentele campagne zal gebaseerd zijn op een Design of Experiments, DoE-benadering, en de stromen zullen worden geanalyseerd op hun chemie, kristallijne fasen (zowel kwalitatief als kwantitatief) en microstructuur (inclusief poriestructuur en oppervlak). Het lot van REE en radioactieve elementen zal in detail worden onderzocht. In eerdere C-gebaseerde smeltexperimenten is aangetoond dat REE en Th zich concentreren in een perovskiet (CaTiO3) fase met een totaal REE-gehalte van 31082 μg g-1, naast 4400 μg g-1 van Th. Dezelfde technieken zullen worden gebruikt om de Fe, Al, Na-verarmde fractie in elke procesvariatie te analyseren, inclusief het in kaart brengen van radio-elementen. Het proces wordt opgeschaald naar een productie van 50 kg per batch (ofwel 250 kg per dag). De BR-koek wordt, na ontwatering in een filterpers, gemengd met de additieven in een schroefmixer, gevolgd door pelletisering in een stijve vacuümextruder en drogen in een continue microgolfdroger. Het roosteren vindt plaats in een 230 kW inductieoven die is aangepast met een gesloten kroes die het mogelijk maakt om H2-gas te spoelen. De belangrijkste te onderzoeken parameter is de gassamenstelling (fractie H2 in N2).