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Neue Flotationszelle von Siemens: Höhere Materialausbeute bei niedrigen Kosten

12.07.2007
Im Rahmen eines Pilotprojekts hat der Siemens-Bereich Industrial Solutions and Services (I&S) zusammen mit Siemens S.A. Chile in der Kupfermine Los Pelambres, Chile, eine neu entwickelte Flotationszelle zur Trennung von Erzen in metallische und Gesteinsbestandteile in Betrieb genommen.

Sie zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Flotationszellen durch eine besondere Flotierbarkeit von Feinstpartikeln, eine bis zu viermal höhere Konzentrierfähigkeit, geringen Gasbedarf und niedrigen Energieverbrauch aus.

Die Flotationszelle kann sowohl zur Separation von verschiedenen Metallkomponenten in einem Erz wie auch zur Aufkonzentration eines bestimmten Metallbestandteils eingesetzt werden. Mit dem neuen Verfahren können Betriebskosten und Platzbedarf erheblich gesenkt werden.

Flotationszellen werden in Tagebaubetrieben eingesetzt, um aus zu Gesteinsschlamm versetztem, feinstgemahlenem Erz die metallischen Betandteile zu gewinnen. Siemens testet derzeit gemeinsam mit dem Bergbauunternehmen Minera Los Pelambres die Flotationszelle im Tagebau Los Pelambres, rund 360 Kilometer nördlich von Santiago de Chile. Die Zelle wird dabei erfolgreich als vorgeschaltete Separationsstufe in der Molybdängewinnungsanlage bei der Trennung von Kupfer und Molybdän genutzt.

Die Siemens-Lösung kombiniert ein so genanntes pneumatisches Einsprühprinzip mit einem Säulenverfahren. Eine Rührwerksanordnung wie in herkömmlichen Zellen entfällt. Dabei wird der Erzschlamm (Pulpe) schon vor dem Einleiten in die Zelle in Mischkammern mit Stickstoff versetzt, um die Kontakthäufigkeit und Anhaftungsfähigkeit von feinsten Molybdänpartikeln an Gasblasen deutlich zu verbessern. Das entstandene Gemisch wird in die Flotationszelle gesprüht. Der in einer zweiten Stufe durch eine innere Säule eingeblasene Stickstoff sorgt dafür, dass sich auch die Molybdänpartikel, die in der ersten Stufe nicht „gefangen” werden konnten, an die Gasblasen heften und zur Oberfläche transportiert werden,. Der so entstandene Konzentratschaum wird über die Kante des Flotationsbehälters ausgetragen und abgeleitet. Das noch stark kupferhaltige Gestein sinkt (als Tailings) zu Boden und wird durch eine Pumpe dem Kupfergewinnungsprozess zugeführt.

Die innovative Flotationszelle besteht im Gegensatz zu den üblicherweise vielen kaskadenförmig hintereinander geschalteten Rührwerkszellen nur aus einer einzigen Zelle. Die während der Testphase der Grobflotation (Kupfer-Molybdän-Separation) vorangeordnete Anlage zeichnet sich besonders durch ihre Fähigkeit aus, feinste Molybdänpartikel in das Zielprodukt austragen zu können, die im bisherigen Prozess nur unzureichend gewonnen werden konnten. Dadurch kann Minera Los Pelambres seine um den Anteil an Feinstpartikeln erhöhte Gesamtausbeute deutlich verbessern. Zudem erzeugt die Siemens-Flotationszelle eine bis zu viermal höhere Molybdänkonzentration im Schaumprodukt als die bestehende Grobflotationsstufe, wodurch der nachfolgende Feinflotationsprozess um mindestens eine Stufe verkürzt werden kann. Die Siemens-Anlage mit einer nominalen Kapazitätsspanne von 100 bis 400 Kubikmetern pro Stunde an Pulpezufuhr bei bis zu 48 Prozent Feststoffanteil wird mit nur drei Pumpen und ohne Rührwerk betrieben. Dadurch benötigt die Anlage gegenüber konventionellen Lösungen vergleichbarer Kapazität bis zu 70 Prozent weniger Energie. Der nötige Stickstoffbedarf zum Betrieb der Zelle liegt bei 60 bis 100 Kubikmeter pro Stunde und damit deutlich unter dem Verbrauch von 1.000 bis 1.400 Kubikmeter pro Stunde bei herkömmlichen Systemen.

Der Siemens-Bereich Industrial Solutions and Services (I&S) ist der System- und Lösungsintegrator für Anlagen der Industrie und Infrastruktur und weltweiter Dienstleister für das Anlagengeschäft von der Planung und der Errichtung über den Betrieb und den gesamten Lebenszyklus. I&S nutzt dafür eigene Produkte und Systeme sowie Verfahrenstechnologien, um Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in den Branchen Metallurgie, Wasseraufbereitung, Zellstoff und Papier, Öl und Gas, Schiffbau, Tagebau sowie Flughafenlogistik, Postautomatisierung, Straßenverkehrstechnik und Industrielle Dienstleistungen zu steigern. Bei einem Umsatz von 8,819 Milliarden Euro nach U.S. GAAP beschäftigte I&S im Geschäftsjahr 2006 (30. September) weltweit 36.200 Mitarbeiter.


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