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Projekt
MultiDimFlot - effiziente multidimensionale Ultrafeinpartikelseparation unter Einsatz einer mechanischen Flotationszelle mit kombinierter Schaumfraktionierung
Antragsteller
Dr.-Ing. Martin Rudolph
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2017 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 382122670
MultiDimFlot steht für die Entwicklung einer Technologie zur effizienten mehrdimensionalen Trennung ultrafeiner Partikel (x < 10 µm) durch die Kombination von intensiver mechanischer Flotation in einer Rotor-Stator Zelle und Fraktionierung in einem tiefen Schaum, welches in zwei Förderperioden im Rahmen des DFG SPP2045 MehrDimPart durchgeführt und erprobt werden soll. Die Fraktionierung erfolgt hierbei multidimensional (mehrere Trennmerkmale) unter Berücksichtigung der folgenden, oft im Zusammenhang stehenden und statistisch verteilten Partikeleigenschaften: Größe, Form (inbegriffen der Rauigkeit) und Oberflächenenergie (inbegriffen der oberflächlichen Zusammensetzung). Die Ziele sind: (i) die Grenzen der konventionellen Flotation (10 µm < x < 200 µm) in den Bereich ultrafeiner Partikel zu erweitern, für eine nachhaltigere Wertschöpfung in der Rohstoff- und Recyclingindustrie, d.h. Vermeidung des Verschüttens ultrafeiner Schlämme und (ii) gleichzeitig die effizienten mehrdimensionalen Trennmöglichkeiten auf der Mikroebene zu verstehen und gezielt zu nutzen für (iii) den Transfer der, in der Aufbereitungstechnologie von Erzen etablierten Methode in die, für die in Deutschland und Europa befindliche chemische Industrie der Produktion und Verarbeitung ultrafeiner Partikel.MultiDimFlot hat als applikatives und somit wertschöpferisches Ziel die Entwicklung eines neuen verfahrenstechnischen Konzepts für die Trennung ultrafeiner Partikel, mit x < 10 µm, ganz im Sinne des DFG SPP2045 MehrDimPart, auf Basis mehrerer, auch in Kombination nutzbarer Partikelmerkmale: Größe, Form, Rauigkeit, Oberflächenenergie (Benetzbarkeit). Das Konzept basiert auf der Schaumflotation und vereint die Vorteile der hohen Partikel-Blase Kollisionsraten in einer mechanischen Flotationszelle und der fraktionierenden Wirkung eines tiefen, durchströmten Schaumes auf Basis der aktuellen Erkenntnisse der flotativen Trennung von ultrafeinen Partikeln. Die Technologie soll auch für größere Mengen zu prozessierender ultrafeiner Partikel einsetzbar sein, für ein breites Anwendungsspektrum, von der Ressourcenindustrie bis zur chemische Industrie. Durch grundlegende Untersuchungen der Mikroprozesse, der Eigenschaftsfunktionen der Partikel und der Prozessfunktionen wird zudem das wissenschaftliche Ziel verfolgt, signifikante Beiträge in der mechanischen Verfahrenstechnik, speziell der Grenzflächenverfahrenstechnik und Partikeltechnologie zu leisten, welche in ein besseres Verständnis des Verhaltens von ultrafeinen Partikeln und ganz neue effizientere und nachhaltigere Prozesse mündet. Dieses Vorhaben im Rahmen des DFG SPP2045 durchzuführen hat zudem als Ziel, vom Wissenstransfer innerhalb einer Gruppe von Kollegen durch intensive Vernetzung, Diskussionen und gemeinsamer Nutzung von Forschungsinfrastruktur zu profitieren.
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