Flotation synthetischer Metallphasen am Beispiel von Feinfraktionen aus Müllverbrennungsschlacken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Daniel Goldmann, since 1/2019
• Subject Area: Mechanische Verfahrenstechnik
• Term: from 2018 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 403179546

Vor dem Hintergrund, dass natürliche Ressourcen immer knapper werden und die Gewinnung von Rohstoffen große ökologische und soziale Auswirkungen hat, müssen alternative Wege der Rohstoffsicherung beschritten werden. Gerade Abfallströme mit feinkörnigen metallhaltigen Bestandteilen besitzen ein großes bisher weitgehend ungenutztes Potential. Während für grobkörnige metallhaltige Abfallströme bereits Aufbereitungsverfahren industriell eingesetzt werden, fehlen für die feinkörnigen vielfach entsprechende Aufbereitungsprozesse, da die Anforderungen mit sinkender Partikelgröße steigen und die in Sekundärrohstoffen enthaltenen synthetischen Metallphasen nicht hinreichend charakterisiert sind. Beispiele sind u.a. Schlacken und Stäube sowohl aus metallurgischen Prozessen als auch aus Verbrennungsanlagen sowie Stäube aus der mechanischen Aufbereitung von Elektronikschrott.Im Rahmen der geplanten Forschungsarbeiten soll die Charakterisierung und Aufbereitung von synthetsichen Metallphasen exemplarisch am Beispiel von Feinfraktionen aus Müllverbrennungsschlacken untersucht werden. Diese wurden ausgewählt, da es sich zum einen um einen Stoffstrom mit hohem Potential, insbesondere für Kupfer, handelt, und zum anderen eigene Voruntersuchungen gezeigt haben, dass eine Gewinnung der synthetischen Metallphasen mittels Flotation prinzipiell möglich ist. Allerdings fehlen für eine weitere Entwicklung des Ansatzes wesentliche Grundlagen bzgl. der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Metallphasen sowie der Wechselwirkungen mit den Flotationsreagenzien. Um diese Lücken zu schließen, soll im Rahmen des Projektes zuerst eine repräsentative Auswahl an Schlacken aus Müllverbrennungs- und Ersatzbrennstoffwerken chemisch und mineralogisch charakterisiert werden. Anschließend werden die wichtigsten identifizierten Metall- und Matrixphasen synthetisiert und die für die Flotation dieser Phasen wichtigen Parameter bestimmt (u.a. Zeta-Potential, Kontaktwinkel). Es folgen Untersuchungen zu Wechselwirkungen zwischen den Phasen und potentiell geeigneten Flotationsreagenzien (Sammler, Drücker, Beleber und Schäumer) sowohl an den Einzelkomponenten als auch an Mischungen. Im letzten Drittel des Projektes wird die Übertragbarkeit der gewonnenen Ergebnisse auf reale Schlackenproben untersucht.

• DFG Programme: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Tobias Elwert, until 12/2018