Untersuchungen zur Aufbereitung abgelagerter Flotationsrückstände am Bergeteich Bollrich unter besonderer Berücksichtigung der Gewinnung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe

Römer, Felix GND

Die Dissertation thematisiert die mögliche Wiederaufbereitung abgelagerter Flotationsrückstände des ehemaligen Erzbergwerks Rammelsberg am Bergeteich Bollrich in Goslar unter Berücksichtigung der Gewinnung wirtschaftstragischer Rohstoffe. Hierfür werden im ersten Teil der Arbeit mögliche Beweggründe für die Wiederaufbereitung von bergbaulichen Rückständen zusammengefasst, auf das genannte Beispiel übertragen und Ziele für die Aufbereitungsentwicklung abgeleitet. Aus der Sicht der Aufbereitung stellt das Bergeteichmaterial durch die Feinheit des Materials (x50 < 10 μm), den Verwachsungsgrad sowie den geringen Wertstoffgehalt eine schwierige Trennaufgabe dar. Das Bergeteichmaterial enthält zwar auf der einen Seite einige potenziell wertvolle Metalle und Minerale, ebenso aber auch zahlreiche möglicherweise schädlicher Komponenten. Die neu anfallenden Rückstände des Prozesses und der Schadstoffgehalt sollten minimiert werden, um weiteren Flächenverbrauch, Deponierungskosten und mögliche Umweltauswirkungen zu reduzieren und hierdurch Opportunitätserlöse zu erzielen. Im zweiten Teil der Dissertation wird aufbauend auf der oben genannten Betrachtung ein möglicher Aufbereitungsprozess experimentell entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine gute Technik- und Parameterauswahl verschiedene Wertstoffe (v.a. Cu, Pb, Zn, Co und BaSO4) aus dem Bergeteichmaterial gewonnen (ca. 70 %), ein Großteil der potentiellen Schadstoffe entfernt (70 - 90 %) und die neu anfallenden Rückstände stark minimiert (50 %) werden können. Die wesentlichen angewendeten Techniken sind Flotation, Laugung, Fällung und Lösemittelrückgewinnung. Im entwickelten Prozess wird zunächst eine Mischsulfid-Flotation durchgeführt (Aerophine 3418 A, Flotanol C07 und Kupfersulfat) auf welche eine Baryt-Flotation (Lupromin FP E, Flotanol C07 und Natronwasserglas) folgt. Aus dem Baryt-Konzentrat kann durch eine optimierte Cleaner-Flotation, Zumischen von reinem Baryt (zur Einstellung der Körnung), einer thermischen Behandlung und ggf. einer Blei-Laugung mit Citronensäure Bohrspat erzeugt werden. Für das Sulfid-Konzentrat wurde eine Kombination aus Laugungen (Ammoniak mit Ammoniumcarbonat sowie Citronensäure) entwickelt in deren Anschluss die Wertstoffe Kupfer, Zink und Blei in Zwischenprodukte überführt werden können. Weiterhin kann der im Sulfid-Konzentrat dominierende Pyrit (75 %) zur Schwefelsäureherstellung genutzt werden. Für die verbleibenden Berge der Flotation sowie die eisenhaltigen Rückstände aus der hydrometallurgischen Weiterverarbeitung des Sulfid-Konzentrats konnten mögliche Absteuerungs- und Verwertungswege identifiziert werden, jedoch müssen diese im Weiteren untersucht werden.

This Ph.D. thesis discusses the reprocessing of a tailing pond using the Bollrich tailing pond in Goslar, Germany as an example. In the first part, possible motives for the reprocessing of mining residues are described and transferred to the case study. Furthermore, goals for the development of the reprocessing route are derived. Regarding the reprocessing, the pond material poses a considerable challenge due to its small grain size (x50 <10 μm), the degree of intergrowth and the low content of valuable minerals. The tailings contain both potentially valuable metals and minerals as well as potentially harmful elements. New process residues should be mitigated regarding overall mass and the content of harmful substances in order to reduce further land use, landfill costs and possible environmental impacts. In the second part, the author describes a possible reprocessing route based on experimental findings and the described goals. A skillful selection and combination of equipment and parameters allows the extraction of valuable materials (especially Cu, Pb, Zn, Co and barite; approx. 70 %) from the tailings as well as the removal of the potential pollutants (70 - 90 %). In addition, the process reduces residues considerably (50%). The applied techniques are mainly flotation, leaching, precipitation and ion exchange. The Author suggests a mixed sulfide flotation (Aerophine 3418 A, Flotanol C07 and copper sulfate) followed by a barite flotation (Lupromin FP E, Flotanol C07 and sodium silicate). After cleaner flotation, adjustment of the grain size, leaching of contaminants and thermal treatment, the process yields a barite product for drilling. A combination of leaching processes (ammonia with ammonium carbonate and citric acid) with subsequent recovery processes transfers copper, zinc and lead into intermediate products. The authors also proved that the production of sulfuric acid from the contained pyrite (75% of the sulfide concentrate) is feasible.

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Römer, Felix: Untersuchungen zur Aufbereitung abgelagerter Flotationsrückstände am Bergeteich Bollrich unter besonderer Berücksichtigung der Gewinnung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe. 2020.

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