Distribution of REE in bauxite residues deposited in Corinth Gulf
| datacite.contributor.RelatedPerson | Τσίκος, Χαρίλαος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Mondillo, Nicola | |
| datacite.contributor.Supervisor | Καλαϊτζίδης, Σταύρος | |
| dc.contributor.author | Ντούρος, Ευθύμιος Παναγιώτης | |
| dc.contributor.other | Ntouros, Efthymios Panagiotis | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-23T07:09:50Z | |
| dc.date.available | 2023-10-23T07:09:50Z | |
| dc.date.issued | 2023-10-22 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Bauxite residue (BR) is the solid waste of reddish-brown color produced from the metallurgical processing of bauxite for the recovery of aluminum hydroxides through the Bayer process. On a global scale, approximately 140 Mt of bauxite residue are produced annually, with over 2.7 × 10^9 t already stored as of 2011. The red color of the bauxite residues is due to the presence of iron oxides (mainly hematite, Fe2O3), while it contains also aluminum, titanium and silica oxides and critical elements such as rare earth elements (REE). During the Bayer process, the REE are enriched in the bauxite residue compared to the original bauxite, with an enrichment factor of about two. In general, REE are considered valuable for recovery from the bauxite residue, as they are critical raw materials by many countries. In Greece, the bauxite residue is produced by the aluminum production plant "Aluminium of Greece S.A." (ATE) in Aspra Spitia, Boeotia. The waste was disposed of in the Gulf of Antikyra in the northern and central part of the Corinthian Gulf through a submarine pipeline starting in the 1970s, with an annual disposal rate of 680,000 tons. It's estimated that over 20 million tons of the BR have been deposited in the Corinthian Gulf, covering up to 12% of its total area, till 2012 when the disposal in the Gulf has been ceased. The thin layers of bauxite residue mixed with recent sediments within the Corinth Gulf were studied using petrographic and geochemical methods to determine its petrological and chemical characteristics, focusing on the qualitative and quantitative features of the rare earth elements. Various techniques were employed, including optical observation of polished block sections under white light, X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD) analysis, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), and scanning electron microscopy-energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). Mapping of the bauxite’s residue dispersion in the research area, including the Gulf of Antikyra and the central basin of the Corinthian Gulf, was also conducted. Rare earth elements contained in the bauxite residue range between 484 and 771 mg/kg. Through statistical analysis, positive correlations were observed between rare earth elements and iron (Fe2O3) and titanium (TiO2) oxides, indicating their coexistence in common mineral phases. | |
| dc.description.translatedabstract | Τα κατάλοιπα βωξίτη ή η ερυθρά ιλύς αποτελεί το στερεό απόβλητο κοκκινωπού-καστανού χρώματος από τη μεταλλουργική επεξεργασία του βωξίτη για την ανάκτηση υδροξειδίων του αργιλίου με τη μέθοδο Bayer. Σε παγκόσμια κλίμακα, παράγονται ετησίως, περίπου 140 Mt ερυθράς ιλύος, ενώ περισσότεροι από 2,7 × 109 τόνοι είχαν ήδη αποθηκευτεί έως το 2011. Το κόκκινο χρώμα των υπολειμμάτων βωξίτη προκαλείται από την ύπαρξη οξειδίων σιδήρου (τρισθενή Fe+3), κυρίως αιματίτη (Fe2O3). Η ερυθρά ιλύς περιλαμβάνει ακόμη οξείδια του αργιλίου, τιτανίου, πυριτίου και μερικά πολύτιμα μέταλλα και στοιχεία όπως σπάνιες γαίες (REE). Κατά τη διάρκεια της μεταλλουργικής επεξεργασίας του βωξίτη με τη μέθοδο Bayer, οι REE εμπλουτίζονται στο υπόλειμμα του βωξίτη δηλαδή την ερυθρά ιλύ και εμπλουτίζονται σε αυτή σε σύγκριση με τον βωξίτη με συντελεστή περίπου δύο. Οι REE θεωρείται ότι αξίζουν να ανακτηθούν από το υπόλειμμα του βωξίτη, δεδομένου ότι σήμερα συγκαταλέγονται στις πρώτες ύλες κρίσιμης σημασίας από πολλές χώρες, ανάμεσα τους και η ΕΕ. Στην Ελλάδα η ερυθρά ιλύς παράγεται κατά την ανωτέρω διεργασία από το εργοστάσιο παραγωγής αλουμίνας και αλουμινίου «Αλουμίνιο της Ελλάδας Α.Ε.» (ΑΤΕ) στα Άσπρα Σπίτια Βοιωτίας, όπου και απορριπτόταν μέσω ενός συστήματος έκχυσης αποβλήτων του εργοστασίου στο κόλπο της Αντίκυρας στο βόρειο και κεντρικό κομμάτι του Κορινθιακού κόλπου. Η έκχυση της ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970 μέσω υποθαλάσσιου αγωγού με ετήσιο ρυθμό απόρριψης τους 680.000 τόνους ανά έτος. Συνολικά εκτιμάται πως πάνω από 20 εκατομμύρια τόνοι ερυθράς ιλύος έχουν απορριφθεί στον Κορινθιακό κόλπο καλύπτοντας συνολικά έως και το 12% της συνολικής του έκτασης, μέχρι το 2012 όταν και τερματίστηκε η υποθαλάσσια απόθεση. Η περιοχή έρευνας της διπλωματικής αναφέρεται στον Κόλπο της Αντίκυρας καθώς και την κεντρική λεκάνη του Κορινθιακού Κόλπου. Για τη μελέτη της συγκεκριμένης απόθεσης ερυθράς ιλύος χρησιμοποιήθηκαν πετρογραφικές και γεωχημικές μέθοδοι, ώστε να καθοριστούν οι χαρακτήρες που προσδιορίζουν την πετρολογική και χημική σύστασή της με έμφαση στα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά των περιεχόμενων σπανίων γαιών. Ειδικότερα πραγματοποιήθηκαν: οπτική παρατήρηση στιλπνών τομών σε πολωτικό μικροσκόπιο λευκού φωτός, εξέταση με περιθλασιμετρία και φθορισιμετρία κόνεως ακτινών Χ, γεωχημικές αναλύσεις με χρήση φασματομετρίας μάζας επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-MS), καθώς και εξέταση με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM-EDS). Τέλος πραγματοποιήθηκε χαρτογράφηση τόσο της διασποράς της ερυθράς ιλύος στη περιοχή έρευνας με έμφαση στη κεντρική λεκάνη του Κορινθιακού Κόλπου, όσο και της διασποράς και κατανομής των σπανίων γαιών που εμπεριέχονται. Οι περιεχόμενες στην ερυθρά ιλύ σπάνιες γαίες κυμαίνονται μεταξύ 484 και 771 mg/kg. Με βάση τη στατιστική επεξεργασία ορυκτολογικών, ορυκτοχημικών, πετρογραφικών, πετρολογικών και γεωχημικών δεδομένων, προκύπτει θετική συσχέτιση ανάμεσα στις σπάνιες γαίες και του σιδήρου (Fe2O3) και τιτανίου (TiO2) γεγονός που υποδεικνύει τη χημική τους σύνδεση σε κοινές ορυκτές φάσεις. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/26023 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Bauxite residues | |
| dc.subject | Rare earth elements | |
| dc.subject | Corinth Gulf | |
| dc.subject.alternative | Μεταλλευτικά κατάλοιπα της επεξεργασίας του βωξίτη | |
| dc.subject.alternative | Σπάνιες γαίες | |
| dc.subject.alternative | Κορινθιακός Κόλπος | |
| dc.title | Distribution of REE in bauxite residues deposited in Corinth Gulf | |
| dc.title.alternative | Κατανομή των σπάνιων γαιών στα υπολείμματα βωξίτη στον Κορινθιακό Κόλπο |