{"id":23980,"date":"2019-11-26T07:55:33","date_gmt":"2019-11-26T07:55:33","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/dual-filter-media-fuer-solvent-extraction-electrowinning\/"},"modified":"2020-05-26T16:32:54","modified_gmt":"2020-05-26T16:32:54","slug":"duales-filter-medium-fuer-flussigkeitsextrakttion-stromgewinnung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/de\/duales-filter-medium-fuer-flussigkeitsextrakttion-stromgewinnung\/","title":{"rendered":"Duales Filter Medium fuer Fl\u00fcssigkeitsextrakttion Stromgewinnung"},"content":{"rendered":"\n

\n\tDoppelfiltermedien f\u00fcr die Elektrogewinnung durch L\u00f6sungsmittelextraktion<\/b>\n\t<\/h1>\n\t

Eine der f\u00fchrenden Methoden zur Gewinnung von Metallen wie Kupfer aus ihren Erten ist L\u00f6sungsmittelextraktion<\/a><\/u> und Elektrowinning (SXEW). Dieser Prozess kann durch den Einsatz von Granat-Anthrazit-Dual-Filtermedien vor dem Elektrogewinnschritt verbessert werden, was deutlich verbesserte Ergebnisse aus dem endg\u00fcltigen elektrochemischen Prozess erm\u00f6glicht.<\/p>\n

\n\t\u00dcberblick \u00fcber SXEW\n\t<\/h2>\n\t

SXEW ist das Elektrodepositon von Metallen (Electrowinning) aus ihren abgebauten Erten, die durch ein Auslaugungsverfahren in w\u00e4ssrige L\u00f6sung gebracht wurden, das nominell mit einem L\u00f6sungsmittelextraktionsverfahren gereinigt wurde. In einem einfachen Elektrolyse-Setup ist die metallhaltige Auslaugungsl\u00f6sung der Elektrolyt.<\/p>\n\t\t\t\t\"w\u00e4ssrige\n

\n\tWas ist L\u00f6sungsmittelextraktion?\n\t<\/h2>\n\t

Die L\u00f6sungsmittelextraktion ist der chemische Prozess der Anwendung sequentiver w\u00e4ssriger und\/oder organischer L\u00f6sungen auf eine andere L\u00f6sung, um unerw\u00fcnschte Verunreinigungen zu entfernen und sicherzustellen, dass sich das gew\u00fcnschte Produkt in einer klar definierten L\u00f6sung befindet, im Falle der L\u00f6sungsmittelextraktion vor dem Elektrogewinn, dies wird die w\u00e4ssrige Phase sein.<\/p>\n

Der Prozess der Auslaugung f\u00fchrt zu einer L\u00f6sung von Metallionen und anderen Verunreinigungen aus dem Erz in einer schwach sauren w\u00e4ssrigen L\u00f6sung, die eine „schwangere Laube“ erzeugt. Diese Extraktanl\u00f6sung wird mit einer organischen Phase („Verd\u00fcnnungsmittel“) emulgiert – typischerweise \u00d6l auf Basis von Metallurgieanwendungen, oft mit hohem aromatischen Gehalt, obwohl aliphatische Verd\u00fcnnungsmittel verwendet wurden – und die gew\u00fcnschten Metallionen bewegen sich in die nun „geladene“ organische Phase. Die alte w\u00e4ssrige Phase („raffinate“) wird entfernt, nimmt einige Unerw\u00fcnschte mit und kann zum Auslaugung wiederverwendet werden.<\/p>\n

Da der zuk\u00fcnftige Elektrogewinnungsprozess Metallionen in w\u00e4ssriger L\u00f6sung erfordert, wird die „geladene“ organische Phase als n\u00e4chstes mit einer neuen stark sauren w\u00e4ssrigen Phase (einem „schlanken Elektrolyt“, typischerweise Schwefels\u00e4ure), in die die gew\u00fcnschten Metallionen \u00fcbergehen, emulgiert. Die nun abgestreifte organische Phase kann dann verworfen, aber in der Regel wiederverwendet werden. Die w\u00e4ssrige Phase kann in die n\u00e4chste Phase \u00fcbergehen und wird als „schwangerer Elektrolyt“ bezeichnet.<\/p>\n\t\t\t\t\"L\u00f6sungsmittelextraktionsanlage\"\n

\n\tWas ist Elektrogewinnung?\n\t<\/h2>\n\t

Zuerst von Davy verwendet, um Natriummetall aus geschmolzenem Natriumhydroxid zu extrahieren, und dann von Maximilian, um Kupfer zu extrahieren, elektrowinning ist ein elektrochemischer Prozess, der Strom verwendet, um Metalle aus L\u00f6sung zu extrahieren(1). Ein Strom wird von einer inerten Anode durch den „schwangeren Elektrolyt“ (der aus der Behandlung durch L\u00f6sungsmittelextraktion der Laube erworben wurde, wie oben) aus dem Erz geleitet, und das gew\u00fcnschte Metall wird auf der Kathode abgelagert, die manuell gesammelt werden kann. Elektrowinning ist oft mit einer viel reineren Extraktion im Vergleich zu der des Schmelzens verbunden. Nach einem Elektrowinning-Verfahren kann „verbrauchter“ Elektrolyt wiederverwendet werden, um weitere Metallionen aus der „geladenen“ organischen Phase von fr\u00fcher zu extrahieren.<\/p>\n

\n\tFiltration kann den SXEW-Prozess verbessern\n\t<\/h2>\n\t

Bei jedem chemischen Prozess k\u00f6nnen durch einen L\u00f6sungsmittelextraktionsprozess kleine Mengen an Restfeststoffen vorherrschen – insbesondere im Ma\u00dfstab. Andere Verunreinigungen k\u00f6nnen Restmengen der organischen Phase und damit die darin gel\u00f6sten Verbindungen enthalten. Ein Filtrationsprozess entfernt alle diese unerw\u00fcnschten Materialien, indem es einen saubereren und reineren Elektrolyten f\u00fcr den Elektrogewinnprozess bereitstellt, wodurch die Effizienz dieses Prozesses erh\u00f6ht und die Wahrscheinlichkeit von Nebenprodukten verringert wird. Ein h\u00e4ufiges Merkmal in Erzen von Kupfer und Kobalt aus Ostafrika, und die Gesteine, in denen sie gefunden werden, sind Silikat-Typ Verbindungen. Ohne angemessene Behandlung k\u00f6nnen Silikat-\/Silikaverbindungen (kolloidal, gelartig oder gel\u00f6st) schwerwiegende Probleme im SXEW-Prozess verursachen, wie z. B. „Crud“-Bildung, Schwierigkeiten und\/oder Verlangsamung bei der Phasentrennung und Verluste an der Raffinatation. Unbehandelte Kiesels\u00e4ureverbindungen k\u00f6nnen das Elektrogewinnungssystem erreichen und aufgrund der hochs\u00e4uerlichen Natur des Elektrolyten Polymerisation und potenzieller Ablagerung auf den Elektroden erreichen – was die Effizienz des Systems erheblich reduziert(2).<\/p>\n\t\t\t\t\"Dual-Filter-Medienanlage\"\n

\n\tWie und warum?\n\t<\/h2>\n\t

Im industriellen SXEW-Verfahren erfolgt die Filtration zwischen L\u00f6semittelextraktion und Elektrogewinnung und ist ein wichtiger Schritt, um einen optimalen Elektrogewinn zu gew\u00e4hrleisten. Branchenweit werden viele verschiedene Filtrationswege eingesetzt – meist auf der Grundlage des Gr\u00f6\u00dfenausschlusses. Ein sequentieller Ansatz zur Filtration ist \u00fcblich, wobei die w\u00e4ssrige Phase auf verunreinigungen nur auf der Low-End-Mikronskala heruntergestuft wird. Dies hat inh\u00e4rente Vorteile an sich – ein Step-Down-Prozess ist effektiver als ein einzelner Filtrationsschritt.<\/p>\n

Je nach Prozessort, Waage und gew\u00fcnschtem isoliertem Metall kommen unterschiedliche Filtrationsmedien zum Einsatz. Da die L\u00f6sungsmittelextraktion an einer w\u00e4ssrig-organischen Schnittstelle erfolgt, kann das Vorhandensein von Fremdmaterial die chemische und physikalische Leistungsf\u00e4higkeit des Phasentransfers beeintr\u00e4chtigen und beeintr\u00e4chtigen. Da der SXEW-Prozess h\u00e4ufig mit einem Prozess ausgef\u00fchrt wird, der w\u00e4ssrige oder „gestreifte“ w\u00e4ssrige und organische L\u00f6sungen wiederverwendet, ist die Entfernung von Verunreinigungen vor der Wiederverwendung der L\u00f6sung von entscheidender Bedeutung. Immer beliebter – vor allem f\u00fcr die Gewinnung von Kupfer – ist ein duales Anthrazit und Granatfiltrationsmedium<\/a><\/u>, ist dies ein L\u00f6sungsmittel Extraktionsfiltermedium. Ein typisches Filterdesign wird als „S\u00e4ule“ bezeichnet, bei der eine dichte Schicht von Filtrationsmedien in ein gro\u00dfes Rohr gepackt wird und das Filtrat von oben durch sie gepumpt wird. Bei dualen Filtrationsmedien werden Medienschichten durch ein d\u00fcnnes Sandband getrennt, wobei die gr\u00f6beren Medien zur Oberseite der S\u00e4ule hin abgetrennt werden.<\/p>\n\t\t\t\t\"Maschinen\n

\n\tWarum Anthrazit und Granat als Doppelfiltermedium f\u00fcr die L\u00f6sungsmittelextraktion?\n\t<\/h2>\n\t

Anthrazit zur L\u00f6sungsmittelextraktion<\/a><\/u> und Granat f\u00fcr die L\u00f6sungsmittelextraktion werden oft zusammen als Dual-Filter-Medien f\u00fcr die L\u00f6sungsmittelextraktion verwendet. Beides sind h\u00e4ufige nat\u00fcrlich vorkommende Produkte.<\/p>\n

Granatfiltermedien finden sich in der Natur fast ohne Verunreinigungen; als Filtrationsmedium wird es in zerkleinerter Form verwendet. Best\u00e4ndig gegen chemische Behandlungen, Abrieb und Expansion durch Hitze, ist es ein zuverl\u00e4ssiges Filtrationsmedium f\u00fcr langfristige, hochdurchsatzige Anwendungen. Die Granatfiltration wurde bereits bei 10 Mikrometern nachgewiesen. Dies macht Granat f\u00fcr die L\u00f6sungsmittelextraktion ein sehr geeignetes Medium zu verwenden.<\/p>\n

Anthrazit-Filtermedien sind eine Kohleart mit dem h\u00f6chsten Kohlenstoffgehalt und den wenigsten Verunreinigungen unter ihren Kollegen. Da im Jahr 2016 \u00fcber 479 Kilotonnen produziert wurden, ist Anthrazit ein kosteng\u00fcnstiges Filtrationsmedium, bei dem hochgradig und ultra hochgradig anthrazit ausgiebig in metallurgischen Anwendungen eingesetzt wird. Um eine gr\u00f6\u00dfere Oberfl\u00e4che zu gewinnen, wird Anthrazit zur L\u00f6sungsmittelextraktion fein gemahlen, bevor es in einem Filter verwendet wird.<\/p>\n

In einer Serienkonfiguration werden mehrere entionisierte Betten mit Anthrazit und Granat verwendet SX Filtermedien. Anthrazit wird als gr\u00f6beres, oberstes Filtermedium verwendet, wodurch die \u00fcberwiegende Mehrheit der organischen R\u00fcckst\u00e4nde entfernt wird. Es folgt fein gemahlener Granat, der feste Verunreinigungen bis in die Mikronskala entfernt. Dieses Dual-Filtermedium f\u00fcr die L\u00f6sungsmittelextraktion ist hocheffektiv, kosteng\u00fcnstig und skalierbar.<\/p>\n\t\t\t\t\"Kupferrohre\"\n\t

Einige Produktionsanlagen in Sambia haben sechs anthrazit\/Granat-Dual-Media-Filters\u00e4ulen parallel vor dem Elektrowinning-Schritt eingesetzt und bis zu 800 m3<\/sup> pro Stunde sauberen, vorr\u00fcckenden Elektrolyt(4) produziert. Einigen Studien zufolge erreichen moderne Anlagen, die ein SXEW-Verfahren zur Realisierung von Kupfer aus seinem Erz verwenden, bei verwendung s.a. 90 Stromeffizienzen, wenn sie auch duale Medienfiltration(5,6) verwenden, mit j\u00e4hrlichen Produktionsraten von fast 200 kT und 15 kT hochreines Kupfer bzw. Kobalt.<\/p>\n

Bei Filtrations-Setups mit Bodenanthrazit und Granat werden Partikelgr\u00f6\u00dfen zwischen 3 und 100 Maschen in einem Ladebereich von 0,5 bis 2,4 m3<\/sup> prom2<\/sup> Filtermedien eingesetzt und Durchflussmengen von 3,5 bis 189 Liter n\/Minute erreicht(7).<\/p>\n

Neben Kupfer und Kobalt war SXEW auch f\u00fcr die Gewinnung von Zink, Eisen(8) und Nickel(9) aus ihren Erzen in hoher Reinheit oder wenn sie mit Kupfer oder Kobalt zusammengesiedelt wurden, n\u00fctzlich.<\/p>\n

\n\tZusammenfassung\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • Duale Filtrationsmedien f\u00fcr den L\u00f6sungsmittelaustausch verbessern den Elektrogewinnprozess, indem organische R\u00fcckst\u00e4nde und unerw\u00fcnschte Feststoffe daran gehindert werden, die Elektrowinning-Phase zu erreichen<\/li>\n
  • Der L\u00f6sungsmittelaustausch ist die Methode zur Verwendung sequenzieller organischer und w\u00e4ssriger L\u00f6sungsmittel, um sicherzustellen, dass Metallionen in einer f\u00fcr die Elektrolyse geeigneten L\u00f6sung hochkonzentriert sind und andere Verbindungen verworfen werden.<\/li>\n
  • Electrowinning ist der elektrochemische Prozess, bei dem festes Metall bei Anwendung des Stroms in einem Elektrolyt auf einer Elektrode abgelagert wird.<\/li>\n
  • SX-Filtermedien werden in der Doppelfiltration mit anthrazitfarbenen Filtermedien und Granatfiltermedien eingesetzt, um eine Kontamination des Elektrowinning-Prozesses und des gesamten SXEW-Zyklus zu verhindern.<\/li>\n
  • SXEW mit solchen Dual-Filter-Medien kann verwendet werden, um Kupfer und Kobalt zu isolieren, unter anderem, von ihren Erzen in hoher Reinheit<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"L\u00f6sungsmittelextraktion\n

    \n\tVerweise\n\t<\/h3>\n\t
      \n
    1. A. Philip (Anm.) The Electro-plating and Electro-refining of Metals<\/em>, Lockwood, London, 1902<\/li>\n
    2. K. C. Sole, F. K. Crundwell, N. Dlamini und G. Kruger, 9.<\/sup> Southern African Base Metals Conference<\/em>, Livingstone, 2018<\/li>\n
    3. K. C. Sole und O. S. Tinkler, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., <\/em> 2016<\/strong>, 116, 553-560<\/li>\n
    4. K. C. Sole et al. Hydrometallurgie,<\/em> 2005<\/strong>, 78, 52-78<\/li>\n
    5. G. A. Kordosky, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., <\/em> 2002<\/strong>, 102, 445-450<\/li>\n
    6. US-Patent<\/em> US3842001A, 1973 (abgelaufen)<\/li>\n
    7. S. Sandoval et al.<\/em> J. S. Afr. Inst. Min. Metall., <\/em> 2016<\/strong>, 116, 497-507<\/li>\n
    8. G. Cote, L\u00f6sungsmittel Extr. und Ion Exch.<\/em>, 2000<\/strong>, 18, 703-727<\/li>\n
    9. G. Bacon und I. Mihaylov, J. S. Afr. Inst. Min. Metall., <\/em> 2002<\/strong>, 102, 435-443<\/li>\n<\/ol>\n\t\t\t\t\"Dual-Filter-Medien\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Die Verwendung von Anthrazit und Granat als L\u00f6sungsmittelextraktionsfiltermedium verbessert das L\u00f6sungsmittelextraktions-Elektrowinning-Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus ihren Erten.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":22539,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_feature_clip_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[2845],"tags":[],"class_list":["post-23980","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-loesungsmittelextraktion-blog"],"yoast_head":"\nDuales Filter Medium fuer Fl\u00fcssigkeitsextrakttion Stromgewinnung - African 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