Evaluation of extraction routes for sulphide concentrates from processing of complex skarn ores located in the Erzgebirge region

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Bearbeitung eines hydrometallurgischen Ansatzes zur Extraktion wirtschaftlich bedeutender Metalle aus einem Sulfidkonzentrat, wobei der Schwerpunkt vorwiegend auf Zink liegt. Das betrachtete Sulfidkonzentrat wurde aus der Sulfidflotation in der Tellerhäuser-Pilotanlage hergestellt, die für die Verarbeitung eines Zinn-Skarnerzes aus dem Erzgebirge eingerichtet wurde. Die Kombination von verschiedenen hydrometallurgischen Verfahren ist eine vielversprechende Möglichkeit, um zum Teil niedrig konzentierte Metalle, die für das moderne Leben unentbehrlich sind, auf ökologisch und wirtschaftlich nachhaltige Weise zu gewinnen. Das im Fall von Zink aktuell gebräuchliche Verfahren bestehend aus Röstung, Laugung und Elektrolyse hat aufgrund der Emission toxischer Gase ökologische Nachteile. Aus diesem Grund wurde in dieser Studie die saure Direktlaugung des Sulfidkonzentrats untersucht, da bei diesem Ansatz die Röststufe, bei der Schwefeldioxid entsteht, entfällt. Das Ausgangsmaterial und die Laugungsrückstände der unterschiedlichen Fraktionen wurden mit verschiedenen Analysetechniken wie Röntgenbeugung, Röntgenfluoreszenz, ICP-OES sowie Rasterelektronenmikroskopie mit der Software MLA Suite charakterisiert. In den Laugungsexperimenten wurde Schwefelsäure in Kombination mit dem Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid eingesetzt. Letzteres diente zur Verbesseung der Extraktionenraten der Zielelemente. Dabei wurde der Einfluss zentraler Parameter auf die Extraktion von Zink und von anderen wertvollen Metallen untersucht. Die folgenden Parameter wurden über einen Zeitraum von jeweils 96 Stunden betrachtet: Temperatur (24-60 ºC), Wasserstoffperoxidkonzentration (1 %, 3 %, 5 %), Schwefelsäurekonzentration (0,3 M, 0,5 M, 1,0 M, 1,5 M) und Partikelgröße (-50 µm, +50-80 µm, Bulkmaterial). In diesem Zusammenhang wurde zusätzlich die Extraktion von Indium beobachtet. Im Rahmen der Arbeiten wurden unterschiedliche Batch-Reaktoren und verschiedene Analysemethoden zur Bestimmung der Metallextraktion eingesetzt. Die Ergebnisse zeigten, dass mit einer Lösung bestehend aus 1,5 M H2SO4 und 5 % H2O2 bei 40 °C und unter Verwendung eines S/L-Verhältnisses von 1:10 und des feinsten Materials, 98 % des Zinks extrahiert werden können. Insgesamt ist für eine hohe Zinkextraktion auch eine hohe Säurekonzentration von Vorteil. Auf Grundlage der Ergebnisse der Experimente sowie früherer Studien wurde die klassische wirtschaftliche Durchführbarkeit bewertet, indem der Kapitalwert und der IRR einer solchen Anlage für die Gewinnung von Zink und Indium berechnet wurden.

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchung von Gewinnungsrouten für Sulfidkonzentrate aus der Verarbeitung von komplexen Skarnerzen im Erzgebirge
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Moser, Peter, Betreuer (intern)
  • Nils, Hoth, Mitbetreuer (extern), Externe Person
  • Drebenstedt, Carsten, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung1 Juli 2022
StatusVeröffentlicht - 2022