Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung

Veredlung von Schwertmanniten aus Tagebauwässern durch Mikrowellenbehandlung

Mit Hilfe mikrobiologischer Oxidationsverfahren kann das gelöste Eisen als Eisenhydroxisulfatschlamm aus den sauren Grubenwässern der Braunkohlentagebaue ausgefällt werden. Daraus ergeben sich erstmalig realistische Chancen, die im Lausitzer Braunkohlerevier bei der Grubenwasserreinigung anfallenden eisenhaltigen Schlämme, abweichend von der bisherigen Praxis einer stofflichen Verwertung, zuzuführen.
Nach der Überführung von Fe(II) zu Fe(III) und der damit gekoppelten Ausfällung von Eisenhydroxisulfaten (EHS) als Schwertmannite sind weiterführende Aufgabenstellungen im Hinblick auf die Produktaufbereitung und –veredelung zu bearbeiten. So ist für viele potenzielle Anwendungen, beispielsweise in der keramischen Industrie, der Pigmentindustrie oder der Hüttenindustrie, eine vorherige Abtrennung des Sulfates erforderlich.
Hierbei stellt die Mikrowellentechnik eine sehr vorteilhafte Methode zur Entwässerung und Sulfatabtrennung der Eisenhydroxisulfate dar. Der gezielte Energieeintrag und die gute Regelbarkeit von Mikrowellenapparaturen sind Vorteile, die zu einem Einsatz dieser Technologie in verschiedensten Industriezweigen geführt haben. Neben der breiten Nutzung zur Trocknung von temperaturempfindlichen, chemischen und pharmazeutischen Produkten steigt die Zahl der Anwendungen auch in der Aufbereitung von Roh- und Reststoffen.
Das Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung hat im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojektes den Einsatz der Mikrowellentechnik für die Behandlung der Eisenhydroxisulfate systematisch untersucht.
Hierzu wird die Stoffwandlung  in Abhängigkeit relevanter Prozessparameter für unterschiedlich konditionierte Schlämme experimentell erforscht. Im Gegensatz zu allen anderen Erwärmungsverfahren erfolgt die Energiezufuhr bei der Bestrahlung mit Mikrowellen nicht über die Oberfläche, sondern direkt im Inneren eines Stoffes durch die Dissipation elektromagnetischer Energie. Der Verzicht auf einen Wärmeträger führt zu einer Minimierung der anfallenden gasförmigen Produkte. Auf Grund ihrer hohen Konzentration (in diesem Fall an SO2) und ihrer geringen Menge können sie einer direkten Verwertung zugeführt bzw. mit geringerem Aufwand behandelt werden. Das Veredlungsprodukt ist ein Eisenoxid (Hämatit + Magnetit) und kann vielfältig verwendet werden.

Projektpartner

Vattenfall Europe Mining & Generation
GEOS Freiberg
Bergakademie Freiberg

Veröffentlichungen

H.Z. Kuyumcu, J. Rosenkranz und S. Wilck : Processing of Iron Hydroxysulphates recovered from Lignite Mine Acid Water by means of Microwave Technology. Preprints of Conference in Mineral Processing, ISBN 0280-5480 Lulea/Schweden 2007, S. 115-124