Hin zur Realität in der Rohstoffcharakterisierung (2D3D scopy)
Auch wenn die Welt dreidimensional ist, die Daten für die Rohstoffcharakterisierung sind es bisher nicht. Die Möglichkeit, 3D anstelle der üblichen 2D-Daten zu nutzen, wäre jedoch ein großer Durchbruch für die Aufbereitung und Metallgewinnung. Denn die Realität besser abbilden zu können, würde dabei helfen, Informationen über die Mineralausbeute zuverlässiger vorhersagen und die Zusammensetzung von Materialrückständen besser beurteilen zu können.
Daher entwickeln wir eine neue Messroutine und Software, die 2-dimensionale mit 3-dimensionalen Daten kombiniert, um so die Mineralausbeute und Energieeffizienz zu optimieren, aber auch Materialverluste zu minimieren. Durch den Einsatz der neuen Technik könnten schätzungsweise 5% der Energie im Gesamtprozess der Metallgewinnung und -veredelung eingespart werden. Anwendungsbereiche wären die Qualitätskontrolle, aber auch die Vorhersage des Materialverhaltens.
Für die Entwicklung dieser Technik, führen wir quantitative 2-dimensionale Daten aus der Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit 3-dimensionalen Daten aus der spektralen Röntgencomputertomographie zusammen. REM-basierte Bildanalyseinstrumente werden bereits standardmäßig zur Ressourcencharakterisierung verwendet und liefern sowohl chemische Informationen über die Mineralverteilung, als auch Strukturparameter wie Partikelgröße oder Mineralassoziation – dies jedoch nur in 2D. Die Computertomographie liefert hingegen zerstörungsfreie, strukturelle 3D-Informationen, dafür aber keine chemischen Informationen. Ein neuartiger Detektortyp liefert uns nun zusätzliche chemische 3D-Informationen. Aus diesem Grund arbeiten wir an einem für den Ressourcensektor bisher einzigartigen und automatisierten Prozessablauf für die Integration von 2D- und 3D-Daten. Außerdem wird ein Modul für die Simulationssoftware HSC Chemistry programmiert, das 2D/3D-Daten importieren und in Prozesssimulationen verwenden kann.
Projekttitel:
2D3Dscopy. Resource Characterization: from 2D to 3D microscopy
Projektpartner:
- Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (Koordinator)
- Universität Gent
- Metso:Outotec
- TESCAN-XRE
Dauer: 1.1.2019 – 31.12.2021