Βιομηχανική Οικολογία (ΜΟΠ 410)

Περιεχόμενο μαθήματος :

Αρχές βιώσιμης ανάπτυξης, στρατηγικές πρώτες ύλες, εξοικονόμηση ενέργειας και πρώτων υλών σε βασικές βιομηχανικές διεργασίες, ελαχιστοποίηση περιβαλλοντικού αποτυπώματος διεργασιών, εκτίμηση επικινδυνότητας, μέθοδοι αποκατάστασης ρυπασμένων εδαφών και νερών, εισαγωγή στην ανάλυση κύκλου ζωής διεργασιών. Μηχανική προπαρασκευή (κατάτμηση, κοσκίνιση, υδρο-αεροταξινόμηση) ορυκτών υλών, αξιολόγηση των φυσικομηχανικών χαρακτηριστικών τους (ευθρυπτότητα, ειδική επιφάνεια, δείκτης έργου κ.α.) και μελέτη διεργασιών αφυδάτωσης (πάχυνση, διήθηση, ξήρανση) και συσσωμάτωσης τεμαχίων. Φροντιστηριακές και Εργαστηριακές ασκήσεις.

Εργαστηριακές ασκήσεις: 1. Δοκιμές θραύσης σε σιαγονωτό και κωνικό σπαστήρα, 2. Δοκιμές λειοτρίβησης σε ραβδόμυλο - κοκκομετρική ανάλυση, 3. Υδροταξινόμηση – Αεροταξινόμηση, 4. Δοκιμές πύκνωσης πολφού, 5. Δοκιμή τοξικότητας TCLP αποβλήτων, 6. Προσδιορισμός δυναμικού παραγωγής οξύτητας αποβλήτων.
 

Μαθησιακά Αποτελέσματα :

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

•  Περιγράφει τις βέλτιστες πρακτικές διαχείρισης μεταλλευτικών και μεταλλουργικών αποβλήτων
•  Σχεδιάζει (Αναλύει) βιώσιμα συστήματα με στόχο την καλύτερη απόδοση και μικρότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις
•  Αναλύει την έννοια της κυκλικής οικονομίας
•  Εκτιμάει (Υπολογίζει) ροές υλικών και κατανάλωση ενέργειας σε μεταλλευτικές και μεταλλουργικές διεργασίες
•  Εκτιμάει Αξιoλογεί) τις φυσικομηχανικές ιδιότητες των τεμαχίων, όπως το μέγεθος, το σχήμα, την επιφάνεια, το βάρος, τον δείκτη έργου κ.α. και τη συμπεριφορά τους σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες, όπως την κατάτμηση, την ταξινόμηση, την αφυδάτωση και τη συσσωμάτωσή τους
•  Αξιολογεί το αποτύπωμα άνθρακα των μεταλλευτικών και μεταλλουργικών διεργασιών

Γενικές Ικανότητες :

Γενικές ικανότητες που ενισχύει το μάθημα :

•  Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
•  Λήψη αποφάσεων
•  Ομαδική εργασία
•  Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
•  Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
•  Γραπτή επικοινωνία
•  Προφορική επικοινωνία
•  Εναλλακτική/Καινοτόμος σκέψη
•  Επίλυση προβλημάτων
•  Διαχείριση αριθμητικών δεδομένων

Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές :

Οργάνωση διδασκαλίας :

Άλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :
1. Εισαγωγή (Έννοια της Βιομηχανικής Οικολογίας, στόχοι μαθήματος, μεταλλευτική ορολογία, έρευνα, εξόρυξη, εμπλουτισμός, μεταλλουργία), θέματα που πραγματεύεται η Βιομηχανική Οικολογία σε παγκόσμια κλίμακα
2. Μέγεθος τεμαχιδίων, μηχανική των τεμαχιδίων, κατάτμηση, μηχανές κατάτμησης, κυκλώματα κατάτμησης - Ισοδύναμη διάμετρος τεμαχιδίων, προσδιορισμός μεγέθους τεμαχιδίων, ειδική επιφάνεια, ασκήσεις κατανομής επιφάνειας
3. Εισαγωγή στην κοσκίνιση και στα κόσκινα (εργαστηριακά & βιομηχανικά), βιομηχανική κοσκίνιση, ταξινόμηση κατά μέγεθος, ασκήσεις κοκκομετρικής ανάλυσης
4. Συναρτήσεις κατανομής μεγέθους τεμαχιδίων, ασκήσεις - Ισοζύγια μάζας στα κόσκινα, ασκήσεις
5. Ανοιχτά κυκλώματα θραύσης, κλειστά κυκλώματα θραύσης (άμεσο & έμμεσο), ισοζύγια μάζας στα κλειστά κυκλώματα θραύσης, ασκήσεις
6. Υδροταξινόμηση, ισοζύγια μάζας στους υδροταξινομητές, καθίζηση, πάχυνση, προσδιορισμός διαστάσεων παχυντών
7. Τύποι μεταλλευτικών αποβλήτων, διάθεση τελμάτων, αφυδάτωση τελμάτων - Μέθοδοι διαχείρισης αποβλήτων, δημιουργία όξινων εκχυλισμάτων, παραδείγματα, εκτίμηση δυναμικού δημιουργίας όξινης απορροής μεταλλείων, περιβαλλοντικές επιπτώσεις
8. Κυκλική οικονομία, παραδείγματα ορθής διαχείρισης αποβλήτων, πρακτικές και ερευνητικές ανάγκες
9. Σχεδιασμός και λειτουργία βιομηχανικών διεργασιών
10. Εισαγωγή στην εκτίμηση του Κύκλου Ζωής Διεργασιών και Προϊόντων
11. Βιομηχανικά οικοσυστήματα και ανάλυση πόρων
12. Δείκτες για την αποτίμηση της βιώσιμης ανάπτυξης στη βιομηχανία
13. Το μέλλον της βιομηχανικής οικολογίας

 

Αξιολόγηση :

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση:

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία :

-Wills, B.A.; Finch, J. Will’s mineral processing technology. An introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery, 8th edn. Butterworth-Heinemann, Oxford, 2016
-Σταμπολιάδης, Η. Μηχανική των Τεμαχιδίων, Συμμετρία, 2017
-Petrakis, E.; Stamboliadis, E.; Komnitsas, K. 2017. Identification of optimal mill operating parameters during grinding of quartz with the use of population balance modeling. KONA Powder and Particle Journal 34, 213-223
-Petrakis, E.; Komnitsas, K. 2019. Effect of energy input in a ball mill on dimensional properties of grinding products. Mining, Metallurgy & Exploration, 36 (4), 803-816
-Petrakis, E.; Komnitsas, K. 2021. Development of a non-linear framework for the prediction of the particle size distribution of the grinding products. Mining, Metallurgy & Exploration, DOI: doi.org/10.1007/s42461-021-00388-w