Διερεύνηση δυνατότητας εξαγωγής Al2O3 από καολίνες της νήσου Μήλου
Authors: Κρεμμύδας Ιωάννης 
Published: August 2021

Στην διατριβή αυτή μελετήθηκε εργαστηριακά η δυνατότητα εξαγωγής μεταλλουργικής αλουμίνας από κοιτάσματα καολινών των περιοχών Ραλάκι και Κοντάρο της νήσου Μήλου, όπως και η κατά το δυνατόν αντιμετώπιση των συναφών ζητημάτων που σχετίζονται με την εξαγωγή αυτή. Στα πλαίσια της εν λόγω μελέτης, πέραν της βιβλιογραφικής επισκόπησης του ερευνητικού πεδίου, μελετήθηκε η γεωλογία των περιοχών από τις οποίες προήλθαν τα δείγματα των καολινών τα οποία χρησιμοποιηθήκαν για τα πειράματα διαλυτοποί- ησης και ανάκτησης της περιεχόμενης σε αυτά αλουμίνας. Μελετήθηκε επίσης η ορυκτολογική και γεωχημική σύσταση των δειγμάτων καολινών καθώς και δείγμα του μητρικού τους πετρώματος. Οι καολίνες της περιοχής Κοντάρο (προϊόντα εξαλλοίωσης κυρίως ρυοδακιτικών και ανδεσιτικών λαβών του Ανώτερου Πλειόκαινου) και της περιοχής Ραλάκι (προϊόντα εξαλλοίωσης κυρίως τοφφιτών Μέσου-Ανωτέρου Πλειόκαινου) είναι κυρίως μίγμα των αργιλικών ορυκτών καολινίτη, αλουνίτη (και Νa-αλουνίτη), και χαλαζία σε διάφορες αναλογίες. Σε γενικές γραμμές η εξαγωγική μέθοδος που ακολουθείται για την ανάκτηση της περιεχόμενης στους καολίνες αλουμίνας είναι η υδρομεταλλουργική κατεργασία της συγκεκριμένης ορυκτής πρώτης ύλης, αφορά δε πιο συγκεκριμένα στην χημική προσβολή φρυγμένου στους 730 οC καολίνη με βιομηχανικώς διαθέσιμα ανόργανα οξέα, όπως το υδροχλωρικό, θειικό και νιτρικό οξύ. Σε αυτήν τη συνάφεια μελετήθηκε και η κινητική των αντιδράσεων προσβολής του καολίνη καθώς και οι παράμετροι που την διέπουν. Συμπερασματικά, για τις περιπτώσεις προσβολής του καολίνη με HCl και HNO3 ο παράγοντας ελέγχου ταχύτητας της αντίδρασης φαίνεται να είναι η διάχυση του ένυδρου ιόντος Al+3 ή του συμπλέγματος του αργιλίου από το αντιδρών επιφανειακό διαμέτοπο, ενώ για την περίπτωση προσβολής του καολίνη με H2SO4 ο παράγων ελέγχου ταχύτητας της αντίδρασης είναι η διάχυση του ιόντος του υδρογόνου προς την αντιδρώσα επιφάνεια. Επίσης, η ταχύτητα διαλυτοποίησης του αργιλίου είναι μεγαλύτερη με τη χρήση του HCl οξέος, βραδύτερη με H2SO4 και ακόμη βραδύτερη με HNO3, ενώ η αύξηση της συγκέντρωσης του εκάστοτε οξέος ελάχιστα συμβάλλει στην διαλυτοποίηση του αργιλίου, σε θερμοκρασίες της τάξης των 95 οC και στις χαμηλότερες θερμοκρασίες μάλιστα είχε αρνητικές επιπτώσεις στο ρυθμό της εκχύλισης του αργιλίου στο διάλυμα. Η διαλυτοποίηση του τιτανίου είναι σχεδόν αμελητέα και αντιστοιχεί στο <10% εκείνης που περιέχεται στο φρυγμένο καολίνη. Μελετήθηκε ακόμα η απομάκρυνση του σιδήρου, από το προκύψαν ένυδρο αργιλούχο (μεταλλοφόρο) διάλυμα, με τη μέθοδο εξαγωγής δι’ οργανικού διαλύτη (SX) – μέσω της χρήσης τεταρτοταγών αμινών. Η απομάκρυνση του περιεχομένου στο διάλυμα HCl σιδήρου, με τη μέθοδο οργανικού διαλύτη εξετάσθηκε με διάφορες αμίνες. Οι οργανικοί διαλύτες: κοκο αμμωνιακό χλωρίδιο μεθυλο-πολυοξυαιθυλένιου και δι-τεταρτοταγές αμμωνιακό άλας του τολουολο-στεαρικού οξέος απομάκρυναν το 100% και το 92.08% του περιεχόμενου στο μεταλλοφόρο διάλυμα σιδήρου αντιστοίχως. Τελικώς προτείνεται ολοκληρωμένο σχέδιο διαγράμματος ροής για την παραγωγή αλουμίνας (Al2O3) υψηλής ποιότητας, η οποία θα είναι κατάλληλη για την αναγωγική διαδικασία.