Innovative Gewinnung von Wertmetallen aus Halden des Mansfelder Kupferschiefers

Transkript

1 Projekt 11 A F Innovative Gewinnung von Wertmetallen aus Halden des Mansfelder Kupferschiefers Von einer vergessenen Ressource zur innovativen, nachhaltigen Nutzung deponierter Armerze

2 Heterogene Erze und Berge Projekt 11 A F Restmetalle aus Halden

3 Projekt 11 A F Ziele Partner Koordination Erfassung und Nutzbarmachung der Restmetalle der Mansfelder Halden Phasenpetrologische Charakterisierung und Entwicklung von in-situ Analytik Entwicklung optimierter Klassierungs-, Sortierungs- und hydrometallurgischer Gewinnungsverfahren für Wertmetalle aus Schwarzschiefererzen Produktdesign, Marktanalysen, Vermarktungswege Koordinator: Prof. Dr. Gregor Borg, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Verbundpartner Halle (Saale): Martin Luther Universität Halle Wittenberg EPRU Economic Geology and Petrology Research Unit Helbra (Mansfelder Land): NMB GmbH & Co.KG Neue Mansfelder Bergwerkschaft Aachen: RWTH Aachen AMR Institut Aufbereitung Mineralischer Rohstoffe IME Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling CONMET GmbH Freiberg: UVR FIA GmbH Verfahrensentwicklung Umweltschutztechnik Recycling Martin Luther Universität Halle Wittenberg

4 Halden- und Erzcharakterisierung (Beprobung, Geochemie, Mineralogie) NMB EPRU Projekt 11 A F Sensor-gestützte Sortierung (optisch, MW-IR, spektrometrisch) Schwarzschiefer AMR vererzte Schwarzschiefer Zerkleinerung (Brechen, Mahlen) Konzentraterzeugung (Dichtesortierung, Flotation) Hydrometallurgie I (SX) (Sulfatisierung? Wässrige oder Säure-Laugung) Hydrometallurgie II (EW) (Elektrolyse, Kathodenabscheidung, Anodenschlämme) UVR-FIA IME Edelmetalle (Ag, Au, PGE?) Buntmetalle (Cu, Zn, Pb) Sondermetalle (Co, Mo, Se?, Re?) Vermarktung (Produktdesign, Marktanalyse, Forecasting) CONMET

5 Halden- und Erzcharakterisierung (Beprobung, Geochemie, Mineralogie) Projekt 11 A F Objektzugang und Beprobungsprogramm Erneuter Vertragsabschluss mit GVV notwendig (6 Monate verzögerter Zugang) Erste Probennahmekampagne abgeschlossen (Oberflächen-, Groß- und Bohrbeprobung) September 2010

6 Halden- und Erzcharakterisierung (Beprobung, Geochemie, Mineralogie) Projekt 11 A F In situ Analytik, Pulveranalytik, Laboranalytik Krustenbildung behindert in situ Analytik Pulveranalytik (Cu, Pb, Zn) per Hand-RFA schnell und zuverlässig Seltenmetalle erfordern neue Mess-Algorithmen source:

7 Halden- und Erzcharakterisierung (Beprobung, Geochemie, Mineralogie) Projekt 11 A F Publizierte und tatsächliche Gehalte Publizierte Metallgehalte in Mansfelder Kupferschieferhalden Eigene Analysen (>200) Mittelwert eigene Analysen

8 Zerkleinerung (Brechen, Mahlen) Projekt 11 A F Konzentraterzeugung (Dichtesortierung, Flotation) Dichtesortierung mittels Schwingherd unsortiertes Haldenmaterial (teilverwittert) Voranreicherung mittels Dichtetrennung möglich Flotation Haldenmaterial Schacht Fortschritt-1 60 % Kupferausbringen, 2,2-fache Anreicherung 3,5-fache Anreicherung mit nachgeschalteter Reinigungsstufe 2,2 % Cu im Schaumprodukt

9 Sensor-gestützte Sortierung Projekt 11 A F Restmetalle aus Halden (optisch, IR, spektrometrisch) Trennung von Armerz und Bergen vor Zerkleinerung und Flotation Ziel: 80% des Metallinhalts in 40% des stückigen Materials zu konzentrieren Sortierung nach optischen (Farbe) oder thermischen (Mikrowellenstimulierung mit IR-Erkennung) Eigenschaften Nebenprodukt: sortenreine Kalkstein- und Sandsteinschotter Erste Sortiersimulation durchgeführt:

10 Hydrometallurgie I (SX) (Sulfatisierung? Wässrige oder Säure-Laugung) Projekt 11 A F Möglicherweise Sulfatisierung der Erz/ Konzentratproben zusammen mit Kupferschiefer möglich (T~ C) alternativ: Bakterienlaugung (Pilotversuch läuft in Kooperation mit BGR) Verbesserung der Löslichkeit der Metalle Cu, Zn, Fe als Sulfate; Ziel: Abtrennung der Massenmetalle Indium > 50% im Flotationsgut (Bindung an Sphalerit) aber Gehalte extrem gering Ge, Se, Te > 80% in Tailings (!) Mansfeld: Anreicherung von Re in der Eisensau, da kompletter Schiefer verhüttet wurde

11 Halden- und Erzcharakterisierung (Beprobung, Geochemie, Mineralogie) NMB EPRU Messalgorithmen für Seltenmetalle Analyticon, LIBS-Fraunhofer? Kalkstein + Sandstein (sortenreine Baurohstoffe) Uni-Weimar taube Schwarzschiefer (Zementzuschlag und Energieträger?, <12% C org. ; Blähschieferrohstoff) Uni-Weimar Sensor-gestützte Sortierung (optisch, MW-IR, spektrometrisch) Schwarzschiefer vererzte Schwarzschiefer Zerkleinerung (Brechen, Mahlen) Konzentraterzeugung (Dichtesortierung, Flotation) AMR UVR-FIA Biolaugung BGR, Bioshale? Hydrometallurgie I (SX) (Sulfatisierung? Wässrige oder Säure-Laugung) Hydrometallurgie II (EW) (Elektrolyse, Kathodenabscheidung, Anodenschlämme) IME Edelmetalle (Ag, Au, PGE?) Buntmetalle (Cu, Zn, Pb) Sondermetalle (Co, Mo, Se?, Re?) Vermarktung (Produktdesign, Marktanalyse, Forecasting) CONMET

12 Innovative Gewinnung von Wertmetallen aus Halden des Mansfelder Kupferschiefers Von einer vergessenen Ressource zur innovativen, nachhaltigen Nutzung deponierter Armerze Martin Luther Universität Halle Wittenberg