Εργαστήριο Μεταλλουργίας

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ - ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ

Το παραδοσιακό πεδίο ενασχόλησης του εργαστηρίου Μεταλλουργίας σχετίζεται με την κατεργασία μεταλλευμάτων και ορυκτών με σκοπό την παραγωγή μεταλλικών και μη υλικών. Έχει συμβάλει ουσιαστικά στην προώθηση της Μεταλλουργίας στην Ελλάδα, με την πρωτοποριακή έρευνα για τη μέθοδο LM, αλλά και με την ανάπτυξη μεθόδων για την επίλυση επί μέρους προβλημάτων σχετιζόμενων με την κατεργασία ελληνικών πρώτων υλών. Τα θέματα Διαχείρισης και Αποκατάστασης Περιβάλλοντος αποτελούν ένα πεδίο ενασχόλησης του εργαστηρίου, που υπαγορεύτηκε τόσο από την αυξανόμενη κοινωνική ευαισθησία όσο και από τις νέες νομοθετικές και τεχνολογικές εξελίξεις σε θέματα περιβάλλοντος σε εθνικό, ευρωπαϊκό αλλά και διεθνές επίπεδο. Στο αντικείμενο της διαχείρισης στερεών και υγρών αποβλήτων της μεταλλευτικής και μεταλλουργικής βιομηχανίας καθώς και στον τομέα της περιβαλλοντικής αποκατάστασης ρυπασμένων περιοχών το Εργαστήριο έχει αναπτύξει έντονη δραστηριότητα. Ένα τρίτο πεδίο δραστηριότητας του Εργαστηρίου σχετίζεται με την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων διεργασιών, την ανάπτυξη ολοκληρωμένων συστημάτων προσομοίωσης για την επίλυση ισοζυγίων μάζας και ενέργειας και το βέλτιστο σχεδιασμό παραγωγικών μονάδων και, τέλος, την ανάπτυξη έμπειρων συστημάτων για τη διάγνωση δυσλειτουργιών και τη ρύθμιση και έλεγχο παραγωγικών διεργασιών.

Οι κύριες δραστηριότητες του εργαστηρίου αφορούν σε:

  • εξαγωγή μετάλλων από φυσικές πρώτες ύλες (μεταλλεύματα)
  • εξαγωγή μετάλλων από μεταλλευτικά και μεταλλουργικά απορρίμματα και από προϊόντα που έχουν τελειώσει τον κύκλο ζωής τους
  • χημική σύνθεση υλικών
  • χημική κατεργασία βιομηχανικών ορυκτών
  • αντιμετώπιση περιβαλλοντικών προβλημάτων που συνδέονται με τις μεταλλουργικές, χημικές και μεταλλευτικές δραστηριότητες
  • Μοντελοποίηση και προσομοίωση διεργασιών

Το Εργαστήριο Μεταλλουργίας αποτελείται απο τις επιμέρους εργαστηριακές μονάδες:

  1. Εργ. Φυσικοχημικών αναλύσεων
  2. Εργ. Πυρομεταλλουργίας
  3. Εργ. Υδρομεταλλουργίας
  4. Εργ. Περιβαλλοντικών δοκιμών
  5. Εργ. Διαπιστευμένων δοκιμών
  6. Εργ. Επεξεργασιας βιομηχανικών ορυκτών
  7. Μονάδα φωτοβολταικών
  8. Παράρτημα Εργαστηρίου στο ΤΠΠΛ

Το Εργ. Φυσικοχημικών αναλύσεων διαθέτει σύγχρονο εξοπλισμό καταλληλο για την πραγματοποίηση χημικών και ορυκτολογικών αναλύσεων και τη μέτρηση φυσικοχημικών παραμέτρων. Αναλυτικα διαθετει:

  • Φασματοφωτόμετρο ατομικής απορρόφησης φλόγας (AAS-Flame analysis) με γεννήτρια υδριδίων και φούρνο γραφίτη
  • Φασματοφωτόμετρο με γεννήτρια επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-OS)
  • Φασματόμετρο φθορισμού ακτίνων Χ [ED-XRF]
  • Φλογοφωτόμετρο
  • Φασματοφωτόμετρο υπεριώδους-ορατού [UV-Vis]
  • Φασματόμετρο υπερύθρου [FT-IR]
  • Περιθλασίμετρο ακτίνων Χ [XRD]
  • Θερμοβαρυτομετρικός αναλυτής [TG/DTA/DSC]
  • Μονάδα μέτρησης θερμικής αγωγιμότητας κατά ASTM
  • Αναλυτής μέτρησης ειδικής επιφάνειας και πορώδους (ΒΕΤ)
  • Συσκευή μέτρησης φαινόμενης πυκνότητας (στερεοπυκνόμετρο)
  • Φούρνος χώνευσης στερεών δειγμάτων με μικροκύματα (ETHOS)
  • Φυγοκεντρικός διαχωριστής
  • Λυοφιλιοποιητής (Freeze Dryer)
  • Αποστειρωτής δειγμάτων
  • Κοκκομετρικός αναλυτής  laser
  • Ειδικός θερμοζυγός για τον προσδιορισμό υγρασίας σε στερεά δείγματα

Το Εργ. Πυρομεταλλουργίας διαθέτει εξοπλισμό καταλληλο για τη μελέτη και ανάπτυξη διεργασιών σε υψηλές θερμοκρασίες. Αναλυτικά περιλαμβάνει:

  • Ηλεκτρική κάμινος αντιστάσεων MoSi2, Tmax: 1700°C
  • Ηλεκτρική κάμινος αντίστασης γραφίτη, Tmax: 2500°C
  • Ηλεκτρική κάμινος – Θερμοζυγός, Tmax: 1000°C
  • Ηλεκτρικά θερμαινόμενη περιστροφική κάμινος, Tmax: 1000°C
  • Περιστροφική κάμινος μικροκυμάτων, Tmax: 1200°C
  • Επαγωγική κάμινος, Tmax: 1600°C
  • Σωληνωτή κάμινος με αντιστάσεις SiC, Tmax: 900°C
  • Κάμινος ρευστοστερεάς κλίνης, Tmax: 800°C
  • Κάμινος μικροκυμάτων, Tmax: 1200°C
  • Συσκευή LECO για τον προσδιορισμό του σημείου τήξης και μαλάκυνσης στερεών δειγμάτων και μιγμάτων

Το Εργ. Υδρομεταλλουργίας διαθέτει εξοπλισμό κατάλληλο για μελέτη και ανάπτυξη υδρομεταλλουργικών και ηλεκτρομεταλλουργικών διεργασιών. Αναλυτικα περιλαμβάνει:

  • Γυάλινοι σφαιρικοί αντιδραστήρες χωρητικότητας 0,25-2 L με δυνατότητα ανάδευσης και ελέγχου της θερμοκρασίας
  • Αντιδραστήρες υψηλής πίεσης (αυτόκλειστα) με δυνατότητα κατεργασίας σε βασικό και όξινο περιβάλλον
  • Αντιδραστήρες συνεχούς ροής με θέρμανση και ανάδευση (4×12 L)
  • Αντιδραστήρες εκχύλισης σε στήλες με διάφορες χωρητικότητες (2-200 L)
  • Υδατόλουτρα και αερόλουτρα ελεγχόμενης θερμοκρασίας
  • Συνεχές σύστημα κυψελών εξαγωγής μετάλλων με οργανικούς διαλύτες
  • Κελιά ηλεκτρόλυσης και ποτενσιοστάτες
  • Συσκευή αυτόματης τιτλοδότησης
  • Διατάξεις διήθησης πολφών, υπό κενό

Το Εργ. Περιβάλλοντος ασχολείται με θέματα διαχείρισης στερεών και υγρών αποβλήτων της εξορυκτικής βιομηχανίας καθώς και με την αποκατάσταση ρυπασμένων εδαφών. Αναλυτικά περιλαμβάνει:

  • Δειγματολήπτες εδαφικών δειγμάτων
  • Κελιά υγρασίας κατά ASTM D5744-96
  • Διάταξη μέτρησης οργανικού άνθρακα (DOC)
  • Ιξωδόμετρο
  • Αντιδραστήρες για κινητικές δοκιμές εκχυλισιμότητας
  • Συσκευές μέτρησης οξύτητας σε διαλύματα και πολφούς (pH-meters)
  • Κλίβανους ξήρανσης
  • Φορητές συσκευές μέτρησης διαλελυμένου οξυγόνου, οξύτητας και αγωγιμότητας διαλυμάτων
  • Δονούμενο επωαστήρα με ρύθμιση θερμοκρασίας (4-60οC)

Σημαντική δραστηριότητα του Εργαστηρίου Διαπιστευμένων δοκιμών αποτελεί η παροχή υπηρεσιών προς την ελληνική και ξένη βιομηχανία, προς δημόσιους οργανισμούς και άλλες επιχειρήσεις, ειδικά σε θέματα περιβαλλοντικών δοκιμών και αναλύσεων. Οι εργασίες που πραγματοποιούνται περιλαμβάνουν:

  • Προπαρασκευή στερεών δειγμάτων (δειγματοληψία, ξήρανση, λειοτρίβηση)
  • Διαλυτοποιήσεις στερεών δειγμάτων για χημική ανάλυση σε κύρια στοιχεία και ιχνοστοιχεία περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος (διαλυτοποιήσεις με οξέα, συντήξεις)
  • Δοκιμές εκχυλισιμότητας για τον προσδιορισμό της εκπλυσιμότητας μετάλλων και ανιόντων από απόβλητα, ιλύες και ρυπασμένα εδάφη (πρότυπες ευρωπαϊκές δοκιμές, δοκιμές εκχύλισης σε διαφορετικό pH, δοκιμές διαδοχικών εκχυλίσεων, δοκιμές διαλυτότητας)
  • Στατικές και κινητικές δοκιμές προσδιορισμού του δυναμικού παραγωγής οξύτητας θειούχων μεταλλευτικών αποβλήτων
  • Δοκιμές προσδιορισμού ικανότητας εξουδετέρωσης οξέος/βάσεως αποβλήτων, ιλύων και ρυπασμένων εδαφών
  • Μετρήσεις φυσικοχημικών παραμέτρων διαλυμάτων (pH, αγωγιμότητα, θερμοκρασία, οξύτητα/αλκαλικότητα)

Τo Εργαστήριο  Επεξεργασίας Βιομηχανικών Ορυκτών είναι εξοπλισμένο με πρότυπες μονάδες ημιβιομηχανικής κλίμακας για την επεξεργασία βιομηχανικών ορυκτών και την ανάπτυξη καινοτόμων υλικών υψηλής προστιθέμενης αξίας. Ο εξοπλισμός του περιλαμβάνει:

  • διατάξεις μηχανικής προπαρασκευής,
  • αναμικτήρες κονιαμάτων και σκυροδέματος,
  • μονάδα επεξεργασίας αποχρωστικών γαιών,
  • αυτοματοποιημένες διατάξεις εκχύλισης πολλαπλών σταδίων,
  • πρότυπο κάθετο ηλεκτρικό φούρνο διόγκωσης και
  • μονάδες διόγκωσης με υπέρυθρη ακτινοβολία.

Μονάδα φωτοβολταϊκών

Η μονάδα φωτοβολταικών αφορά επιδεικτικό έργο εγκατεστημένο στην οροφή του κτιρίου της Σχολής ΜΜΜ και αποτελείται από πρωτότυπα φωτοβολταϊκά μονοκρυσταλλικά πλαίσια και λεπτού υμενίου συνολικής ισχύος 14,5kWp. Ένα πολυπαραμετρικό σύστημα καταγραφής δεδομένων καταγράφει τις μετεωρολογικές συνθήκες, την προσπίπτουσα και διάχυτη ακτινοβολία, όπως επίσης και τη θερμοκρασία λειτουργίας των κελιών.  Η μονάδα τροφοδοτεί τις εγκαταστάσεις του Εργαστηρίου με 20MWh σε ετήσια βάση, που ισοδυναμεί σε μείωση εκπομπών 12,4t CO2.


Στο Τεχνολογικό και Πολιτιστικό Πάρκο Λαυρίου βρίσκεται το παράρτημα του Εργαστηρίου Μεταλλουργίας το οποίο αποτελεί Ενεργειακά αυτόνομο κτίριο (530 m2) μηδενικών εκπομπών CO2 με χρήση Η2.

  • Πάρκο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (φωτοβολταϊκά στοιχεία  και ανεμογεννήτριες συνολικής ισχύος 86 kW)
  • Σύστημα διαχείρισης Κτιριακής Εγκατάστασης (BMS) με μεγάλο αριθμό σημείων on-line ελέγχου (118kWp)
  • Μονάδα Παραγωγής και Αποθήκευσης Υδρογόνου (Χωρητικότητα ισοδύναμης ηλεκτρικής ενέργειας 1ΜWh)
  • Μονάδα Παραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας από Υδρογόνο (Κυψέλη καυσίμου 40kWp, Καυστήρα Υδρογόνου (96kWth)
  • Συστοιχία μπαταριών OPC χωρητικότητας 1364 Αh
  • Ολοκληρωμένο σύστημα καταγραφής και διαχείρισης εξοπλισμού της παραγόμενης και καταναλισκόμενης ενέργειας
  • Σύστημα ασφαλείας, ανίχνευσης πυρκαγιάς αλλά και διαρροών υδρογόνου σε συνδυασμό με πρότυπο σύστημα καταστολής πυρκαγιών εύφλεκτων αερίων (αισθητήρες συγκέντρωσης H2, υπέρυθρης ακτινοβολίας, καπνού, μονάδα αδρανούς αερίου)

Video

Επικοινωνία με το Εργαστήριο