Flotationszelle im Freiberger Labor, Foto: HZDR/Frank Schinski
Weltweit nimmt der Gehalt an Metallen in Lagerstätten ab. Zudem liegen die Wertminerale immer häufiger sehr fein verwachsen im Erz vor und die Wertstoffe nur als sehr feine Partikel (<100 µm). Für die Industrie müssen sie jedoch im Tonnenmaßstab angereichert werden. Technisch ist das eine große Herausforderung.
Die Abteilung Aufbereitung hat deshalb das Ziel, die klassischen Prozesse der Flotation zu verbessern. Gleichzeitig beschäftigen sich die Wissenschaftler mit ganzheitlichen Strategien, um die immer komplexer werdenden Lagerstätten (polymetallische Komplexerze oder alte Bergbauhalden) zu erschließen und die darin enthaltenen Ressourcen nutzbar zu machen.
Neben der klassischen Flotation setzt die Abteilung Aufbereitung auch auf die Biotechnologie. Gemeinsam mit der Abteilung Biotechnologie entwickelt sie Verfahren, in denen mithilfe von Stoffwechselprozessen und -produkten von Mikroorganismen Metalle aus primären oder sekundären Rohstoffquellen herausgelöst und abgetrennt werden können.
Forschunsgebiete
Ölbasierte Ultrafeinflotation
Unter Anwendung von ölbasierten Flotationsmethoden optimiert die Abteilung Aufbereitung die Flotation von Partikelsystemen mit einem hohen Anteil ultrafeiner Partikelfraktionen.
Das sogenannte Entrainment (Mitreißen) unerwünschter ultrafeiner Gangartpartikeln im Schaum reduziert die Qualität des Flotationsproduktes. Eine neue Technologie zur multidimensionalen Trennung ultrafeiner Partikel wird daher untersucht.
Die Rasterkraftmikroskopie ermöglicht Mineralphasen im Mikro- und Nanobereich zu messen oder noch teilweise unerforschte Mikroprozesse wie die Partikel-Blasen-Interaktionen genauer zu analysieren, um Prozessmodelle zu verbessern.
Die Eigenschaften verschiedener Phasen auf mikroskopischer Ebene genau zu charakterisieren, heißt Grenzflächenphänomene besser zu verstehen und damit die Flotation gezielt zu steuern.
Die Abteilung Aufbereitung erforscht hydrodynamische Vorgänge, um die Kollisionsfrequenz zwischen Blasen und Partikeln – insbesondere den ultrafeinen Fraktionen – zu erhöhen. Ziel ist es, so den Austrag von mineralischen Wertstoffen zu steigern.
Einfluss der Wasserqualität auf die Flotationsleistung
Ziel ist es, ein neues Modell zu entwickeln, das die Flotationsleistung in Abhängigkeit von der sich ändernden Wasserzusammensetzung vorhersagt, um so die Effizienz in der Aufbereitung zu steigern.
Auf Basis des geometallurgischen Ansatzes werden empirische Modelle mit fundamentalen Modellen kombiniert, um mit Hilfe von Partikel- und Flotationsinformationen flexible Prozessvorhersagen für die Schaumflotation zu simulieren.
