Συγκριτική αξιολόγηση μεταλλουργικών συστημάτων εξαγωγής αργιλίου από καολίνη - Κυριακόγκωνα, Κωνσταντίνα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας, 2017)
Η παγκόσμια αύξηση της ζήτησης αλουμινίου, σε συνδυασμό με την εξάρτηση της από λίγες χώρες παγκοσμίως που κατέχουν βωξιτικά κοιτάσματα, αλλά και με το συνεχώς αυξανόμενο κόστος εξόρυξης των κοιτασμάτων αυτών που βρίσκονται πλέον σε όλο και μεγαλύτερο βάθος, έχει οδηγήσει στην αύξηση του ενδιαφέροντος για την ανάπτυξη εναλλακτικών τεχνολογιών παραγωγής αλουμινίου από μεταλλεύματα χαμηλής ποιότητας ή/και μη βωξιτικές πρώτες ύλες. Προς αυτή την κατεύθυνση, σε πολλές χώρες έχουν διεξαχθεί εντατικές προσπάθειες έρευνας με στόχο την παραγωγή αλουμίνας από ποικίλες, μη βωξιτικές πρώτες ύλες, με κυριότερη εξ αυτών τα κοιτάσματα αργίλων. Η πιο ενδιαφέρουσα εναλλακτική είναι ο καολίνης, ο οποίος σε πρωτύτερες έρευνες που έχουν διεξαχθεί επέφερε ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Βάσει αυτών, ο καολίνης αποτέλεσε την πρώτη ύλη στην παρούσα Διπλωματική Εργασία. Μέρος της έρευνας αποτέλεσε η μελέτη πύρωσης του στερεού καολίνη, με στόχο τον μετασχηματισμό του σε μία άμορφη φάση, τον μετακαολίνη, από τον οποίο η διάλυση αλουμίνας είναι ευκολότερη. Αυτή έλαβε χώρα καθώς, από πρωτύτερες έρευνες, έχει αποδειχθεί ότι τόσο η θερμοκρασία, όσο και ο χρόνος πύρωσης του καολίνη, επιδρούν σημαντικά στην αντιδραστικότητα, την δομή και την ορυκτολογική φύση του μετακαολίνη. Η μελέτη αυτή, έγινε με χαρακτηρισμό των δύο στερεών όσον αφορά τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Με το πέρας του χαρακτηρισμού, ακολούθησαν πειράματα εκχύλισης του στερεού μετακολίνη με χρήση διαφόρων εκχυλιστικών μέσων, υπό ίδιες πειραματικές συνθήκες (θερμοκρασία, μηχανική ανάδευση, χρόνο παραμονής, λόγος στερεού-υγρού, όγκος και συγκέντρωση υγρού), προκειμένου να μελετηθεί η αποδοτικότητα τους. Επιπλέον, κατασκευάστηκαν μείγματα καολίνη με επιλεγμένα ανόργανα άλατα ή οξέα, στοχεύοντας στο σχηματισμό ευδιάλυτων αλάτων του αλουμινίου, τα οποία εν συνεχεία αποτέλεσαν το στερεό σε πειράματα εκχύλισης τα οποία πραγματοποιήθηκαν μόνο παρουσία νερού. Τα πειράματα αυτά είχαν διάρκεια 24 ωρών και καθώς ήταν κινητικά, πραγματοποιούνταν δειγματοληψίες ανά συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Τα διαλύματα που ελήφθησαν, αναλύθηκαν με την μέθοδο της φασματοφωτομετρίας ατομικής απορρόφησης, ενώ τα στερεά δείγματα από τις 24ωρες δειγματοληψίες, μελετήθηκαν με την μέθοδο της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier και με την περίθλαση ακτίνων X. Οι αναλύσεις αυτές προσέφεραν χρήσιμα συμπεράσματα για την αποτελεσματικότητα, τόσο της εν δοκιμή μεθόδου, όσο και της πρώτης ύλης.