Bahnbrechende Methoden zur Maximierung der Geldstrafe

Forscher entwickeln neue Methoden, um wertvolle Feinstoffe mit einer Größe von weniger als 20 μm effizienter aus Erzen zu trennen. Bei diesem Verfahren werden die Partikel des gewünschten Materials an Luftblasen gebunden und als Schaum gewonnen.

Die Aufbereitung feinkörniger Materialien stellt den Bergbau vor große Herausforderungen. Erze müssen zunächst zerkleinert und auf den Mikrometerbereich gemahlen werden. Dabei vergrößert sich ihre Oberfläche und die Mineralpartikel werden vom Ganggestein befreit. In diesem frühen Stadium hilft die Schaumflotation dabei, Partikel abzutrennen, basierend auf der Fähigkeit von Mineralien und Metallen, die durch Flotationsreagenzien hydrophobisiert wurden, an den Oberflächen von Luftblasen in einer wässrigen Aufschlämmung zu haften. Diese Blasen-Partikel-Aggregate werden an die Oberfläche der Pulpe (Aufschlämmung) getragen, wo sie in den Schaum gelangen, der dann entfernt wird. Das verbleibende Material des Erzes, das nicht an die Oberfläche steigt, bildet die Flotationsrückstände.

Obwohl die Schaumflotation Partikel mit einer Größe zwischen 20 μm und 200 μm effizient verarbeiten kann, hat sie bei der Behandlung kleinerer Partikel noch keine nennenswerten Fortschritte gemacht. Feine und ultrafeine Partikel können nicht leicht schweben, da sie eine geringe Kollisions- und Bindungseffizienz mit Luftblasen aufweisen, was zum Verlust wertvoller Mineralien führt. Darüber hinaus benötigen diese kleineren Partikel aufgrund ihrer relativ großen Oberfläche mehr Reagenzien für ihre Verarbeitung. Das EU-finanzierte Projekt FineFuture arbeitet an innovativen Lösungen zur Rückgewinnung von Feinstpartikeln in hoher Qualität und mit hohen Raten, sodass wertvolle ultrafeine Materialien nicht mehr vorhanden sind verworfen. „Die Fähigkeit, Partikel mit einer Größe von weniger als 20 μm zurückzugewinnen, ist sehr wichtig, da es derzeit keine Technologie gibt, mit der sie effizient erfasst werden können, ohne viel Energie und Wasser zu verbrauchen. Unsere fortschrittlichen energieeffizienten Lösungen versprechen eine erhebliche Reduzierung der Ressourcenverluste und fördern so die Wettbewerbsfähigkeit von.“ der EU-Bergbauindustrie", bemerkt Projektkoordinatorin Kerstin Eckert.

Ziel von FineFuture ist es, das grundlegende Verständnis der Feinpartikelflotation zu verbessern. Es wird erwartet, dass seine bahnbrechenden technologischen Lösungen einen nachhaltigen Weg zur Aufwertung von Ressourcen durch die Wiederaufbereitung von Abraumhalden bieten und gleichzeitig dazu beitragen könnten, neue kritische Rohstoffe aus natürlichen Lagerstätten und Bergbauabfällen zu erschließen. Die Forscher sind auf dem besten Weg, Methoden anzubieten, die im Vergleich zum Stand der Technik eine überlegene Leistung, 20 % Energieeinsparung und 30 % Wassereinsparung aufweisen.

„Ein Hauptaugenmerk lag darauf, die Oberflächenwechselwirkungen zwischen Blasen und Feinpartikeln effektiv zu kontrollieren, um deren Anlagerungswahrscheinlichkeit gezielt zu erhöhen“, erklärt Eckert. Bisher haben Forscher Methoden getestet, um die Wechselwirkungen zwischen Sammlerreagenzien, Depressiva und Mineralien zu beschreiben. Das FineFuture-Team hat auch über Methoden zur Verbesserung der Flotationsselektivität von Carbonatmineralien berichtet. Der Einsatz nichtionischer Additive führte zu einer deutlichen Reduzierung des Kollektorverbrauchs. Im Rahmen des Projekts wurde ein neuer Kollektor entwickelt, der eine elektrostatische Anziehung zwischen Blasen und Partikeln auf Silikatbasis erzeugt. Eine wirksame Strategie zur Überwindung der Probleme der Flotation feiner Partikel besteht darin, die Blasengröße zu verringern und spezielle Arten von Flotationszellen zu verwenden, die als Reaktor-Separator-Zellen bekannt sind verstärken die Wechselwirkungen zwischen Blasen und Partikeln. Forscher erzielten hier Fortschritte. Insbesondere berichteten sie über verschiedene Technologien zur Erzeugung von Mikroblasen, einschließlich der Verwendung eines Luft-in-Wasser-Mikrodispersionsgenerators. Mit diesem Generator durchgeführte Flotationstests zeigten, dass die Zugabe von Mikroblasen die Rückgewinnung von Quarzpartikeln förderte.

„FineFuture wendet einen transdisziplinären und einzigartigen Forschungsansatz an, der Kolloid- und Grenzflächenwissenschaft, Fluiddynamik, Physik, Mineralverarbeitung, Chemieingenieurwesen, Elektrotechnik, Informatik und fortgeschrittene Mathematik vereint“, bemerkt Eckert. „Unsere bahnbrechenden Konzepte und Technologien werden das derzeitige Bergbauparadigma dahingehend verschieben, natürliche Mineralvorkommen, die aus winzigen Körnern bestehen, auf wirtschaftliche und umweltfreundliche Weise auszubeuten.“

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