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Projekt
Effiziente Flotationstrennung von Mineralphasen (engineered artifical minerals) aus metallurgischen Schlacken durch Interaktionskartierung (interaction scanning) (FlotEnAMIS)
Antragsteller
Dr.-Ing. Martin Rudolph
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470415970
FlotEnAMIS als Teil des SPP 2315 ist ein neuartiger Ansatz der funktionellen Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Grenzflächenverfahrenstechnik, um die Oberflächeneigenschaften von künstlichen Mineralien (EnAMs) in Schlacken zu verstehen und geeignete Reagenzregime für eine effiziente Flotationstrennung feiner Partikel aufgeschlossener feinkörniger Schlacken zu finden. Aufgrund der synthetischen Natur der EnAMs haben sie häufig unbekannte Oberflächenreaktionen bei der Flotationstrennung, da sich die grundlegendsten früheren Flotationsstudien nur mit natürlichen Mineralphasen befassten. Darüber hinaus gibt es eine breite Palette möglicher Variationen der Zusammensetzung und der Kristallmorphologie, die mit der Schlackentechnik (Schlackenchemie und thermisch kinetische Schlackenbehandlung) einhergehen und die Flotationsreaktionen mittels veränderter Oberflächenchemie auf bisher unbekannte Weise beeinflussen. Daher möchte FlotEnAMIS als Technologie dienen, um: (i) die Trennfähigkeit einzelner EnAMs in kleinen Schlackenproben im Labormaßstab in der Schlacke-Engineering-Phase eingehend zu untersuchen und Trenneigenschaften zur Verfügung zu stellen, die in Prozesssimulationen und digitalen Zwillingen implementiert werden können. Gleichzeitig wird FlotEnAMIS (ii) grundlegende Untersuchungen der Oberflächeneigenschaften und Wechselwirkungen mit Flotationsreagenzien ermöglichen, die sich aus den Schwankungen der Phaseneigenschaften der künstlichen Mineralien ergeben, was (iii) zum allgemeinen wissenschaftlichen Verständnis der Flotation und zugrunde liegenden physikalischen und chemische Prinzipien durch direkte Beobachtung der selektiven Hydrophobierung beitragen wird. Ein weiterer Vorteil ist (iv) FlotEnAMIS ist in der Lage das Trennmerkmal der Flotierbarkeit auf den exakt gleichen Proben zu kartieren, die für die automatisierte Mineralogie (MLA) verwendet werden, bei denen die Mineralphasen und ihre Aufschlusseigenschaften erfasst werden. Daher wird FlotEnAMIS die Informationen ergänzen, die für die Eigenschaften der Schlackenkomponenten zur prädiktiven Aufbereitung von Mineralien im Rahmen des allgemeinen geometallurgischen Ansatzes genutzt werden, der in verschiedenen Projekten von SPP2315 verfolgt wird. Es wird davon ausgegangen, dass in der frühen Phase des Schlackendesigns (Chemismus und Thermokinetik) für die typischen Flotationstests im Batch-Labor viel zu große Mengen repräsentativer Proben erforderlich wären, die typischerweise im Pilotmaßstab der Schlackenproduktion liegen. Daher ist ein moderner Ansatz im Mikromaßstab erforderlich, der auch das Screening von Flotationsreagenzien im Allgemeinen revolutionieren könnte. Die zweite Phase von FlotEnAMIS wird die Arbeiten an Lithiumhaltige Schlacken fortsetzen und das weitere Schlackensystem Tantal haltiger Fayalitschlacken berückscihtigen, d.h. auf dem Gebiet der Oxidmineralflotation und ihrer typischen Flotationsreagenzien, den relevanten elektrischen Doppelschicht- und hydrophoben Wechselwirkungen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
