Mineralien- und Metallaufbereitung
Maximale Effizienz und Langlebigkeit unter herausforderndsten Bedingungen
Bedeutung hydrometallurgischer Prozesse in der Mineralien- und Metallaufbereitung
Hydrometallurgische Verfahren spielen eine zunehmend zentrale Rolle in der Metallgewinnung und -aufbereitung. Viele der heute abgebauten Erze haben einen geringen Metallgehalt, was die Gewinnung schwierig und kostenintensiv macht. Hydrometallurgische Verfahren wie die atmosphärische Laugung und Autoklavenlaugung lösen dieses Problem. Diese Methoden sind effektiver und kostengünstiger als beispielsweise pyrometallurgische Verfahren, die einen hohen Energieeinsatz und strenge Umweltkontrollen erfordern. Dabei spielt eine effiziente Rührtechnik eine entscheidende Rolle für diese hydrometallurgischen Prozesse.
Ressourceneffiziente Metallgewinnung erfordert innovative Mischtechnik
EKATO ist einer der führenden Experten für effiziente Rührtechnik im Bereich Minerals Processing. Mit wegweisenden und innovativen rührtechnischen Lösungen in hydrometallurgischen Erzgewinnungsprozessen hat sich EKATO einen festen Platz als verlässlicher Partner in der Industrie erarbeitet.
Unsere Expertise zur Mineralien- und Metallextraktion erstreckt sich über eine Vielzahl von Metallextraktionsprozessen wie:
Goldextraktion
Carbon in Leach (CIL) oder Carbon in Pulp (CIP)
Beim Carbon-in-Leach-Verfahren (CIL) wird das zerkleinerte Erz in Rührtanks mit einer Cyanidlösung vermischt. Anschließend wird der Mischung Aktivkohle zugesetzt, die das Gold und Kupfer aus der Zyanidlösung adsorbiert. Die Aufschlämmung, die die gelösten Metalle und die Aktivkohle enthält, wird dann durch eine Reihe von Tanks geleitet, wo die Aktivkohle abgetrennt und die Metalle zurückgewonnen werden.
Beim Carbon-in-Pulp (CIP)-Verfahren wird ähnlich wie bei der CIL das zerkleinerte Erz mit einer Cyanidlösung vermischt. Beim CIP-Verfahren wird das Gemisch jedoch nicht in separaten Tanks, sondern direkt im Brei mit Aktivkohle gerührt. Die Kohle adsorbiert das Gold und Kupfer, während die Aufschlämmung die Tanks durchläuft. Die beladene Aktivkohle wird dann vom Brei getrennt und dem Elutionskreislauf zur Metallrückgewinnung zugeführt.
Druckoxidation (POX)
Das Druckoxidationsverfahren wird vor allem bei Erzen mit hohem Sulfidgehalt eingesetzt, bei denen die herkömmlichen Cyanidextraktionsverfahren weniger effektiv sind. Die Druckoxidation wird in solchen Fällen eingesetzt, um diese resistenten Mineralien aufzubrechen und die gewünschten Metalle, in der Regel Gold oder unedle Metalle, für die anschließende Extraktion freizusetzen. Dies geschieht in einem Rührautoklaven mit mehreren Kammern unter hohen Temperaturen und Drücken und unter Zugabe von Sauerstoff in einer sauren Umgebung.
Biolaugung, Bio-Oxidation (BIOX)
Die Biolaugung ist ein alternatives Verfahren zur Druckoxidation. Bei der Biolaugung werden Bakterien eingesetzt, um Metalle aus Sulfidmineralien zu lösen und sie in lösliche Formen umzuwandeln, die sich leicht zurückgewinnen lassen. Dieses Verfahren ist besonders effektiv für minderwertige Erze und komplexe Sulfidminerale.
Die Biooxidation hingegen ist ein ähnliches Verfahren, das speziell auf refraktäre Golderze ausgerichtet ist. Mikroorganismen werden eingesetzt, um goldhaltige Sulfidminerale zu oxidieren, so dass das Gold für die Gewinnung durch herkömmliche Methoden wie die Cyanidierung zugänglich wird. Das Rühren ist bei diesen Verfahren aus mehreren Gründen entscheidend.
Silberextraktion
Cyanidlaugung
Der hydrometallurgische Prozess zur Silberextraktion, in dem Rührwerke eingesetzt werden, ist der Laugungsprozess (insbesondere die Cyanidlaugung). Dabei wird Silber aus seinem Erz durch eine chemische Reaktion in einer wässrigen Lösung extrahiert, die Cyanidionen enthält. Rührwerke sorgen für eine gleichmäßige Durchmischung der Erzpartikel und der Lauge, um die Kontaktzeit und somit die Effizienz der Silberauflösung zu maximieren.
Nickel- und Kobaltextraktion
Hochdruck-Säurelaugung (HPAL)
Der HPAL-Prozess (High Pressure Acid Leach) zur Gewinnung von Nickel und Kobalt verwendet Hochdruckrührreaktoren, in denen das Erz bei hohen Temperaturen und Drücken in einer Schwefelsäurelösung aufgeschlossen wird. Rührwerke sorgen dabei für eine gleichmäßige Durchmischung der Erz-Säure-Suspension, um die Reaktionskinetik zu optimieren und den Kontakt zwischen den Partikeln und der Säure zu maximieren. Durch die Säurebehandlung werden Nickel und Kobalt aus den Mineralien gelöst und gehen in Lösung. Diese Metalllösungen werden anschließend abgetrennt und durch weitere Verfahren, wie Lösungsextraktion und Elektrolyse, aufgereinigt und zu reinem Nickel und Kobalt weiterverarbeitet. Die Rührwerke spielen eine entscheidende Rolle, um die Effizienz des Aufschlusses und die Ausbeute der Metalle zu maximieren.
Kupferextraktion
Säurelaugung (Schwefelsäure)
Bei der Säurelaugung von Kupfer wird zerkleinertes Kupfererz in einem Rührreaktor mit Schwefelsäure vermischt, wobei Rührwerke für eine gleichmäßige Durchmischung und maximale Reaktionseffizienz sorgen. Das Kupfer löst sich als Kupfersulfat in der Säure, während das unlösliche Material abgetrennt wird. Die Kupfersulfatlösung wird anschließend weiterverarbeitet, um reines Kupfer zu gewinnen.
Biolaugung
Bei der Biolaugung von Kupfer werden spezielle Bakterien eingesetzt, um Kupfer aus Erz in einem Rührreaktor zu lösen. Das Erz wird mit einer Bakterienlösung vermischt, und die Rührwerke sorgen für eine gleichmäßige Durchmischung, wodurch der Kontakt zwischen den Bakterien und dem Erz maximiert wird. Die Bakterien oxidieren die sulfidischen Mineralien im Erz, wodurch das Kupfer als lösliches Kupfersulfat freigesetzt wird. Die entstandene Kupfersulfatlösung wird anschließend abgetrennt und weiterverarbeitet, um reines Kupfer zu gewinnen. Die Rührwerke sind entscheidend, um die Effizienz des biologischen Prozesses zu gewährleisten und den Sauerstoffeintrag zu fördern, der für die Bakterienaktivität notwendig ist.
Aluminiumextraktion
Bayer-Verfahren
Das zerkleinerte Bauxit wird im Bayer-Verfahren, wird in einem Rührreaktor mit Natronlauge vermischt. Die Rührwerke sorgen für eine gleichmäßige Durchmischung, wodurch das Aluminiumoxid aus dem Bauxit effizient gelöst wird, während die unlöslichen Bestandteile als Rotschlamm zurückbleiben. Die entstandene Natriumaluminatlösung wird vom Rotschlamm getrennt und durch Abkühlung und Kristallisation in reines Aluminiumhydroxid umgewandelt. Das Aluminiumhydroxid wird anschließend durch Kalzinierung zu Aluminiumoxid (Alumina) erhitzt, das schließlich in einem Schmelzprozess zu Aluminium reduziert wird. Die Rührwerke sind entscheidend, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und eine hohe Ausbeute an Aluminiumoxid zu gewährleisten.
Uranextraktion
Säurelaugung (Schwefelsäure)
Der hydrometallurgische Prozess zur Urangewinnung, in dem Rührwerke eingesetzt werden, ist der Säurelaugungsprozess (Acid Leaching). In diesem Prozess wird Uranerz mit Schwefelsäure in großen Tanks behandelt, um das Uran in Lösung zu bringen. Rührwerke sorgen für eine gleichmäßige Durchmischung der Säure und des Erzes, was die Effizienz der Uranauflösung erhöht und eine gleichmäßige Reaktion gewährleistet.
Zinkextraktion
Säurelaugung (Schwefelsäure)
Im hydrometallurgischen Laugungsprozess zur Zinkgewinnung wird zerkleinertes Zinkerz, häufig Zinksulfid, in einem Rührreaktor mit verdünnter Schwefelsäure vermischt. Die Rührwerke sorgen für eine gründliche Durchmischung der Erz-Säure-Suspension, um eine optimale Reaktion zu gewährleisten, bei der Zink als Zinksulfat in Lösung geht. Nach der Laugung wird die Zinksulfatlösung von den Feststoffen getrennt. Die Zinksulfatlösung wird dann gereinigt und durch Elektrolyse zu reinem Zink reduziert. Die Rührwerke sind entscheidend, um die Effektivität der Laugung zu maximieren und die Ausbeute des Prozesses zu verbessern.
Was uns bei EKATO auszeichnet, ist unser kontinuierlicher Einsatz für Innovation und Spitzenleistungen in der Rührtechnik. Durch unsere moderne Forschung und Entwicklung setzen wir stets neue Maßstäbe, sei es in der Optimierung von Rührprozessen, der Verlängerung der Produktlebensdauer oder der Entwicklung strömungsoptimierter Rührorgane. Unsere Materialtechnologie gewährleistet verschleißbeständige Lösungen, die den anspruchsvollsten Anforderungen standhalten.
Unsere Kunden vertrauen darauf, dass EKATO nicht nur qualitativ hochwertige Produkte liefert, sondern auch durch signifikante Energieeinsparungen, einen nachhaltigen Beitrag zur Effizienz ihrer Prozesse leistet. Diese Energieeinsparungen und die langlebigen, wartungsarmen Rührwerke erlauben unseren Kunden erhebliche Kosteneinsparungen im Betrieb ihrer Anlagen. Mit einer jahrzehntelangen Erfolgsgeschichte und einem globalen Netzwerk sind wir stolz darauf, die Zukunft der Rührtechnik zu gestalten und die Herausforderungen der modernen hydrometallurgischen Erzgewinnung mit innovativen Lösungen zu meistern.
Effiziente Rührtechnik und Reaktorkonzepte für Ihren Metallextraktionsprozess
In der Hydrometallurgie sind aus Sicht der Mischtechnik vor allem drei Anlagentypen bzw. Mischbehälterkonzepte von großer Wichtigkeit: Autoklaven, atmosphärische Behälter und Laugungsbehälter. Im Bereich Rührtechnik für Autoklaven ist EKATO Weltmarktführer. Basierend auf einem jahrzehntelangen Erfahrungsschatz setzt wir auf maßgeschneiderte Mischlösungen.
Wir verstehen die Prozesse unserer Kunden und bieten ihnen ein optimales rührtechnisches Konzept, auch über die Rührwerke hinaus.
Unsere Leistungsspektrum reicht von
- Laborversuchen mit dem Originalprodukt,
- CFD-Analysen für einen optimalen Strömungsfluss
- Scale-up in den Industriemaßstab
- Finite Elemente Berechnungen und Berechnung der dynamischen Lasten sowohl auf das Rührwerk als auch auf die Behältereinbauten
- Definition und Konzeptionierung der optimalen Einspeisepunkte und der Behältereinbauten
- Kundenspezifische Auslegung und Fertigung der Rührwerke
- Weltweiter Service vor Ort
Im Vergleich zu den bisherigen und sonst am Markt verfügbaren Lösungen zeichnen sich unsere Rührwerke und Mischlösungen durch folgende Vorteile aus:
- Höhere Ausbeuten und verbesserte hydrometallurgische Ergebnisse aufgrund eines verbesserten Stoffübergangs und höherer Umwälzraten zum Suspendieren von Feststoff.
- Signifikante Kosteneinsparungen durch eine höhere Gasausbeute.
- Reduzierte Betriebskosten durch stabiles Betriebsverhalten auch bei sehr hohen Begasungsmengen
- Längere Betriebsdauer der Rührwerke aufgrund moderner Materialien und strömungsoptimierter Geometrien
Rührtechnische Lösungen für Autoklaven und Behälter in der Hydrometallurgie
Autoklaven
• Druckoxidations-Autoklave (POX) zur Goldextraktion
• Hochdruck-Säurelaugungs-Autoklaven (HPAL) zur Nickelextraktion
Autoklaven sind üblicherweise horizontale Behälter unterteilt in 3 bis 9 Kammern oder eine Kaskade von Behältern, welche bei hoher Temperatur und hohem Druck betrieben werden. Die extremen Betriebsbedingungen belasten das Equipment in Bezug auf Abrasion, Korrosion, hoher dynamische Belastungen sowie veränderliche und schwankende Druckverhältnisse. Dies bedarf individuell auf die Prozessbedingungen designten Produkten mit bester Qualität, um maximale Verfügbarkeit und Standzeit der Rührwerke zu sichern und die Betriebs- und Wartungskosten so gering wie möglich zu halten.
Welche Vorteile bieten unsere Rührwerke und Mischlösungen für Druckautoklaven?
EKATO bietet umfassende Lösungen für Druckautoklaven im Bereich Minerals Processing, die speziell für die extremen Bedingungen in diesem Anwendungsbereich entwickelt wurden. Durch die Kombination von Rührwerken, Gleitringdichtungen und Versorgungssystemen aus einer Hand profitieren unsere Kunden von einer längeren Betriebsdauer, reduzierten Wartungsintervallen sowie geringeren Wartungs- und Betriebskosten.
Unsere Rührwerksvorrichtungen ermöglichen einen einfachen und schnellen Austausch von Dichtungen – innerhalb weniger Stunden und ohne aufwändige Demontage des Antriebs. Dies minimiert Stillstandszeiten und erhöht die Effizienz des Prozesses.
Die strömungsoptimierten Rührorgane, teilweise auch mit verschiedenen Beschichtungen erhältlich oder gefertigt aus innovativer Keramik, sind extrem resistent gegen Abrasion und Korrosion. Dies führt zu einer signifikanten Verlängerung der Produktlebenszyklen, teilweise um ein Vielfaches, und somit zu deutlich geringeren Betriebskosten.
Wir sorgen zudem für die optimale Auslegung und Positionierung der Zuleitungen von Produkt, Säure und Gas sowie der Stromstörer. Dadurch wird der Stoffübergang maximiert, was zu schnelleren Prozesszeiten und einer erhöhten Gesamteffizienz des Systems führt.
Atmosphärische begaste Behälter
• Biologische Laugung mit Luftsauerstoff
• Autotherme Direktlaugung
• Voroxidation goldhaltiger Erze
• Zyanid Detoxifizierung
• Immobilisierung von Arsen
• Eisenfällung
• Laugung mit Chlorgas, z.B. zur Weiterverarbeitung von Nickel Matte
• Gewinnung von Scandium und Metallen der seltenen Erden mit SO2 Gas
• Produktion von hochreinem Lithiumkarbonat mittels CO2 Gas
Neben der Kostendegression durch Bau immer größerer gerührter Einheiten und Verbesserungen der Prozesse ist die Gesamtkostenoptimierung ein wesentliches Ziel.
Welche Vorteile bieten unsere Rührwerke und Begasungskonzepte für atmosphärisch begaste Behälter?
Wir bieten maßgeschneiderte Rührlösungen für atmosphärisch begaste Miningbehälter, die durch ihre Effizienz und Kosteneinsparungen überzeugen. Unsere innovativen Rührwerks-Begasungskonzepte ermöglichen erhebliche Einsparungen unter anderem bei der Kompressorleistung, was in vielen Fällen zur Einsparung ganzer Kompressoren führen kann. Dies reduziert nicht nur die Investitionskosten der Gesamtanlage erheblich, sondern senkt auch deutlich die laufenden Betriebs- und Energiekosten.
Aus unserer breiten Palette an Begasungsrührorganen, können wir stets die optimale und effizienteste Lösung bieten, speziell auf die benötigten Gasmengen, die Suspendierherausforderungen abgestimmt und zu wirtschaftlichen Preisen.
Für niedrige bis mittlere Gasraten sind unsere VISCOPROP- und ISOJET-B Rührorgane ideal. Bei hohen Gasraten kommen die besonders effizienten Lösungen EKATO COMBIJET und EKATO COMBIJET+ zum Einsatz, die selbst bei hohen Gasmengen einen sehr geringen Leistungsverlust aufweisen und ein kosten-, sowie energieeffizientes Rührwerksdesign ermöglichen.
Unsere optimierten Begasungskonzepte verhindern die Überflutung der Rührorgane und das Verstopfen der Begasungslöcher, was ein häufiges Problem bei herkömmlichen Begasungsringen darstellt. Durch die verbesserte Dispergierung wird der Stoffübergang deutlich erhöht, was zu effizienteren Prozessen und kürzeren Produktionszeiten führt.
Insgesamt tragen diese Vorteile zur deutlichen Reduktion der Betriebs- und Wartungskosten der Anlage bei.
Laugungsbehälter & atmosphärische Behälter
• Laugungstanks, z.B. goldhaltige Erze (CIL, CIP) sowie Buntmetallerze (Zink)
• Homogenisieren nicht Newtonscher Suspensionen mit hohen Feststoffgehalten, wie z.B. bei Vorlagetanks für Autoklaven sowie Lager- und Zwischentanks für Slurry Pipelines
• Anmisch- und Konditioniertanks, z.B. CCD Zwischentanks, Anmaischen von Filterkuchen
• Lager- und Puffertanks zum Ausgleichen von Produktionsschwankungen
Welche Vorteile bieten unsere Rührwerke für atmosphärisch Miningbehälter?
Unsere Rührwerke werden speziell für die extremen Anforderungen im Mining konstruiert. Unsere mechanisch robusten Rührwerke sind präzise auf die verschiedenen benötigten Betriebszustände ausgelegt. Ob der Betrieb in verschiedenen kritischer Füllstände mit deutlich erhöhten Kräften auf das Rührwerk, hoher Feststoffkonzentrationen und unterschiedlicher Partikelgrößen, wir legen unsere Rührwerke stehts mit ausreichender Sicherheit aus.
Unsere Experten bieten umfassende Beratung und Konzeptionierung, um die Betriebsweise in Bezug auf schwankende dynamische Kräfte, Energieeffizienz und herausfordernde Suspendieraufgaben zu optimieren. Dies garantiert einen störungsfreien und effizienten Betrieb Ihrer Anlage.
Die strömungsoptimierten Rührorgane gewährleisten eine effiziente Durchmischung und sorgen somit für einen optimalen Prozessablauf und vermeiden Ablagerungen im Behälter.
Erhältlich sind unsere Rührorgane mit verschiedensten Beschichtungen (wie Gummierungen, verschleißfestes Siliciumcarbid oder Chromoxid), sind äußerst verschleiß- und korrosionsresistent, was die Produktlebensdauer verlängert und die Wartungsintervalle deutlich reduziert. So profitieren Sie von niedrigeren Betriebskosten und einer höheren Anlagenverfügbarkeit. Bei extremen Abrasionsproblemen unserer Kunden sind unsere Rührorgane aus Industriekeramik die bewährte Lösung!