title: Εκχύλιση σε στήλες νικελιούχων λατεριτικών μεταλλευμάτων
Creators: name: Μιχαλοπουλος Αλεξανδρος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Η εκχύλιση χρησιμοποιείται ως υδρομεταλλουργική μέθοδος επεξεργασίας των μεταλλευμάτων. Συνηθέστερες μέθοδοι εξαγωγής των μετάλλων από τα μεταλλεύματα, είναι αυτές της ομάδας των πυρομεταλλουργικών μεθόδων. Σαφές πλεονέκτημα της υδρομεταλλουργικής μεθόδου είναι η αξιοποίηση μεταλλευμάτων με χαμηλή περιεκτικότητα σε χρήσιμο μέταλλο. Ακόμα το κόστος κατασκευής των εγκαταστάσεων επεξεργασίας καθώς και το κόστος της επεξεργασίας των μεταλλεύματων είναι μικρότερο από αυτό των πυρομεταλλουργικών μεθόδων. Σημαντικό πλεονέκτημα της εκχύλισης, είναι η φιλικότητά της προς το περιβάλλον σε σχέση με των πυρομεταλλουργικών μεθόδων.
 Το νικέλιο (Ni) είναι ένα μέταλλο με ποικίλες χρήσεις, κάποιες από τις οποίες ιδιαίτερα σημαντικές, γεγονός που δικαιολογεί την αυξημένη ζήτησή του και την έρευνα γύρω από την ανάκτηση του.
Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν εργαστηριακές στήλες για την εκχύλιση νικελιούχων λατεριτικών μεταλλευμάτων από τον Αγ. Ιωάννη Λοκρίδος και από την Καστοριά. Οι στήλες προσομοιάζουν τη διαδικασία εκχύλισης σε σωρούς.
Συγκεκριμένα, στα λατεριτικά μεταλλεύματα έγινε κοκκομετρική κατανομή, προσδιορίστηκε η χημική και η ορυκτολογική τους σύσταση. Στη συνέχεια συμπληρώθηκαν συνολικά τέσσερις στήλες με 1kg μεταλλεύματος η καθεμία, δύο στήλες για το μετάλλευμα του Αγ. Ιωάννη και δύο για το μετάλλευμα της Καστοριάς. Οι στήλες με το μετάλλευμα του Αγ.Ιωάννη εκχυλίστηκαν με υδροχλωρικό οξύ (HCl) και με θειϊκό οξύ (H2SO4), όγκου 10L και συγκέντρωσης 1Ν ενώ η διάρκεια του πειράματος ήταν 27 ημέρες. Για το μετάλλευμα της Καστοριάς στις στήλες χρησιμοποιήθηκε υδροχλωρικό και θειϊκό οξύ, όγκου 3.5L και συγκέντρωσης 1Ν ενώ η διάρκεια του πειράματος ήταν 14 ημέρες. Με τη βοήθεια περισταλτικών αντλιών τα διαλύματα τροφοδοτήθηκαν στις στήλες με ανοδική φορά και στη συνέχεια σε δοχεία όπου συλλέχθηκαν. Για τις δοκιμές του Αγ.Ιωάννη πραγματοποιήθηκε επανατροφοδότηση των στηλών με το κυοφορούν διάλυμα ανά τρεις ημέρες ενώ για τις δοκιμές της Καστοριάς ανά μία ημέρα. 
Με τη μέθοδο της Φασματοσκοπίας Ατομικής Απορρόφησης (AAS), μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις των μετάλλων στα δείγματα που λαμβανόταν καθημερινά από τα δοχεία, και στη συνέχεια προσδιορίστηκε το ποσοστό ανάκτησης των μετάλλων στο κυοφορούν διάλυμα. 
Για το μετάλλευμα του Αγ. Ιωάννη, η χρήση διαλύματος του υδροχλωρικού οξέος, οδήγησε σε 35% ανάκτηση του Ni και 45% ανάκτηση του Co σε 27 ημέρες εκχύλισης. Η χρήση του θειϊκού οξέος σημείωσε ανάκτηση σε ποσοστό 46% για το Ni και 63% για το Co σε 27 ημέρες εκχύλισης. Για τα δύο πειράματα χαμηλή είναι η ανάκτηση του Fe, περίπου 3%.
Για το μετάλλευμα της Καστοριάς η χρήση διαλύματος του υδροχλωρικού οξέος, οδήγησε σε ανάκτηση του Ni σε ποσοστό 8% και του Co σε ποσοστό 6% μετά από 14 ημέρες εκχύλισης. Στο διάλυμα του θειϊκού οξέος ανακτήθηκε σε ποσοστό 11% το Ni και σε ποσοστό 11% το Co. Για τα δύο πειράματα ο Fe ανακτήθηκε περίπου στο 1%.
Τόσο το αρχικό δείγμα όσο και τα υπολείμματα των εκχυλίσεων αναλύθηκαν ορυκτολογικά με Περιθλασίμετρο ακτίνων-Χ (XRD). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι για το υπόλειμμα του Αγ. Ιωάννη και με χρήση του θειϊκού οξέος η νέα ορυκτολογική φάση που προκύπτει είναι αυτή της γύψου (CaSO4·2H2O). Για την Καστοριά τα υπολείμματα των δοκιμών έδειξαν ότι οι νέες ορυκτολογικές φάσεις που προκύπτουν είναι της γύψου (CaSO4·2H2O) και του επσομίτη (MgSO4·7H2O) κατά την εκχύλιση με θειϊκό οξύ. Κατά την εκχύλιση με υδροχλωρικό οξύ δεν παρατηρείται κάποια καινούρια φάση αλλά οι κορυφές του λιζαρδίτη ((Mg,Fe)3Si2O5(OH)4), του νεπουίτη ((Ni,Mg)3Si2O5(OH)4) και του ασβεστίτη (CaCO3) παρουσιάζουν χαμηλότερη ένταση εξαιτίας της εκλεκτικής διαλυτοποίησης των συγκεκριμένων ορυκτών.
Τέλος, από τους λόγους Ni/Fe, Ni/Mg, Ni/Ca  προκύπτει η εκλεκτικότητα του Ni ως προς τα μέταλλα αυτά. Ο λόγος Ni/Fe είναι μεγαλύτερος στα διαλύματα θειϊκού οξέος και για τα δυο μεταλλεύματα. Ο λόγος Ni/Mg είναι μεγαλύτερος στο διάλυμα του θειϊκού οξέος για το μετάλλευμα του Αγ. Ιωάννη και στο διάλυμα του υδροχλωρικού οξέος για το μετάλλευμα της Καστοριάς. Ο λόγος Ni/Ca είναι μεγαλύτερος στο διάλυμα του θειϊκού οξέος για το μετάλλευμα της Καστοριάς.