Obtención y caracterización de compuestos de aluminio/calamina a partir de subproductos industriales

Ciudades de países en desarrollo como Bogotá, en Colombia, entierran varias toneladas diarias de aluminio sin ser procesadas, a pesar de la buena reciclabilidad de este material. A esto se suma el hecho de que algunos tipos de subproductos presentan una baja reciclabilidad por refundición, como es e...

Full description

Autores:
Pinto Arciniegas, Geraldine
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
Repositorio:
Repositorio Institucional ECI
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
Reciclaje
Pulvimetalurgia
aluminio
Reacción térmica
Recycling
Powder metallurgy
Aluminum
Thermal reaction
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description Ciudades de países en desarrollo como Bogotá, en Colombia, entierran varias toneladas diarias de aluminio sin ser procesadas, a pesar de la buena reciclabilidad de este material. A esto se suma el hecho de que algunos tipos de subproductos presentan una baja reciclabilidad por refundición, como es el caso de las virutas mecánicas de aserrado, que son pequeñas y semicontinuas. Esto tiene que ver con el 12º Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS), de consumo responsable, que anima a las industrias a reducir los residuos. Además, el 17º ODS dice que estos objetivos sólo pueden alcanzarse con un fuerte compromiso de asociación y cooperación mundial. Por lo tanto, el objetivo de este proyecto fue abordar este problema evaluando la reciclabilidad de las virutas de aluminio sobrantes de un proceso de aserrado, probando su idoneidad para su posterior procesamiento mediante técnicas pulvimetalúrgicas. El planteamiento técnico incluyó el desarrollo de un refuerzo del aluminio con cascarilla de laminación, un subproducto del óxido de hierro que queda tras la laminación a alta temperatura del acero. Para ello, se molieron virutas de aluminio y cascarilla de laminación, y los polvos resultantes se caracterizaron mediante SEM-EDS, XRD y granulometría láser. A continuación, los polvos se mezclaron con diferentes porcentajes en peso de cascarilla, 0, 0.5, 1.0 2.0% , se compactaron en una prensa hidráulica uniaxial y se sinterizaron en una atmósfera protectora. Los compuestos de óxido de hierro y aluminio se caracterizaron mediante microscopía óptica, SEM y dureza. Se descubrió que las partículas de óxido de hierro y la matriz de aluminio reaccionan por medio de una reacción térmica, formando diferentes tipos de interfaces en función de la cantidad de cascarilla de laminación. Finalmente, se encontró que él 0.5% de cascarilla de laminación es el valor óptimo para añadir, ya que mejora la dureza del compuesto a 92.5 ± 2.5 , esto teniendo en cuenta que la dureza del material al 0% de adición es de 90 ± 2.5 .
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A esto se suma el hecho de que algunos tipos de subproductos presentan una baja reciclabilidad por refundición, como es el caso de las virutas mecánicas de aserrado, que son pequeñas y semicontinuas. Esto tiene que ver con el 12º Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS), de consumo responsable, que anima a las industrias a reducir los residuos. Además, el 17º ODS dice que estos objetivos sólo pueden alcanzarse con un fuerte compromiso de asociación y cooperación mundial. Por lo tanto, el objetivo de este proyecto fue abordar este problema evaluando la reciclabilidad de las virutas de aluminio sobrantes de un proceso de aserrado, probando su idoneidad para su posterior procesamiento mediante técnicas pulvimetalúrgicas. El planteamiento técnico incluyó el desarrollo de un refuerzo del aluminio con cascarilla de laminación, un subproducto del óxido de hierro que queda tras la laminación a alta temperatura del acero. Para ello, se molieron virutas de aluminio y cascarilla de laminación, y los polvos resultantes se caracterizaron mediante SEM-EDS, XRD y granulometría láser. A continuación, los polvos se mezclaron con diferentes porcentajes en peso de cascarilla, 0, 0.5, 1.0 2.0% , se compactaron en una prensa hidráulica uniaxial y se sinterizaron en una atmósfera protectora. Los compuestos de óxido de hierro y aluminio se caracterizaron mediante microscopía óptica, SEM y dureza. Se descubrió que las partículas de óxido de hierro y la matriz de aluminio reaccionan por medio de una reacción térmica, formando diferentes tipos de interfaces en función de la cantidad de cascarilla de laminación. Finalmente, se encontró que él 0.5% de cascarilla de laminación es el valor óptimo para añadir, ya que mejora la dureza del compuesto a 92.5 ± 2.5 , esto teniendo en cuenta que la dureza del material al 0% de adición es de 90 ± 2.5 .Cities in developing countries such as Bogotá, Colombia, bury several tons of aluminum daily without being processed, despite the good recyclability of this material. Added to this is the fact that some types of by-products have low recyclability due to remelting, as is the case of mechanical sawing chips, which are small and semi-continuous. This has to do with the 12th Sustainable Development Goal (SDG), responsible consumption, which encourages industries to reduce waste. Furthermore, the 17th SDG says that these goals can only be achieved with a strong commitment to global partnership and cooperation. Therefore, the objective of this project was to address this problem by evaluating the recyclability of aluminum shavings left over from a sawing process, testing their suitability for further processing using powder metallurgical techniques. The technical approach included the development of a reinforcement of aluminum with mill scale, a byproduct of the iron oxide that remains after the high-temperature rolling of steel. To do this, aluminum shavings and mill scale were ground, and the resulting powders were characterized by SEM-EDS, XRD and laser granulometry. The powders were then mixed with different weight percentages of scale, 0, 0.5, 1.0 2.0%, compacted in a uniaxial hydraulic press and sintered in a protective atmosphere. The iron and aluminum oxide compounds were characterized by optical microscopy, SEM, and hardness. It was discovered that the iron oxide particles and the aluminum matrix react through a thermal reaction, forming different types of interfaces depending on the amount of mill scale. Finally, it was found that 0.5% mill scale is the optimal value to add, since it improves the hardness of the compound to 92.5 ± 2.5 , taking into account that the hardness of the material at 0% addition is 90 ± 2.5 .http://purl.org/coar/access_right/c_14cbLICENSElicense.txttext/plain1881https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/1/license.txt5a7ca94c2e5326ee169f979d71d0f06eMD51metadata only accessORIGINALPinto Arciniegas, Geraldine-2020.pdfapplication/pdf2353475https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/2/Pinto%20Arciniegas%2c%20Geraldine-2020.pdf1337f0e820ac18c66c94bfceabdb0efeMD52metadata only accessAutorización .pdfapplication/pdf73966https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/3/Autorizacio%cc%81n%20.pdffe8a19fa9e7bcd0ca5498db8bb4a62c0MD53metadata only accessTEXTPinto Arciniegas, Geraldine-2020.pdf.txtPinto Arciniegas, Geraldine-2020.pdf.txtExtracted texttext/plain29686https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/4/Pinto%20Arciniegas%2c%20Geraldine-2020.pdf.txt69b8e06fbd3bea46dbef3ca635e2afacMD54metadata only accessAutorización .pdf.txtAutorización .pdf.txtExtracted texttext/plain3561https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/6/Autorizacio%cc%81n%20.pdf.txtb44cc797f8df2f0241e772c90ff9cea5MD56metadata only accessTHUMBNAILPinto Arciniegas, Geraldine-2020.pdf.jpgPinto Arciniegas, Geraldine-2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8366https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/5/Pinto%20Arciniegas%2c%20Geraldine-2020.pdf.jpga2dd0a3a8022c0ab131dc5c6e1514914MD55metadata only accessAutorización .pdf.jpgAutorización .pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13064https://repositorio.escuelaing.edu.co/bitstream/001/1356/7/Autorizacio%cc%81n%20.pdf.jpg4f8835d7385ace24ce5a6dfce642cbf4MD57metadata only access001/1356oai:repositorio.escuelaing.edu.co:001/13562024-06-27 16:34:22.187metadata only accessRepositorio Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavitorepositorio.eci@escuelaing.edu.co