FlotSim
Der Übergang zu erneuerbaren Energien erfordert eine große Menge an Mineralien und Rohstoffen, wie zum Beispiel Kupfer, Nickel oder Titan. Bei diesen Rohstoffen sind Deutschland und die Europäische Union jedoch stark von anderen Ländern wie Russland und China abhängig.
Die Schaumflotation ist ein integraler Prozess zur Abtrennung wertvoller Mineralien von Ganggestein auf der Grundlage der unterschiedlichen Hydrophobizität der Mineralien. Fein gemahlenes Erz wird in Wasser dispergiert. Dann werden kleine Luftblasen eingeleitet, an die sich die hydrophoben Mineralpartikel anlagern und zu einer oberen Schaumschicht transportiert werden, wo sie extrahiert werden können. Das hydrophile Ganggestein wird am Boden abtransportiert. Der Flotationsprozess beinhaltet eine äußerst komplexe Hydrodynamik und Oberflächenchemie, die bis heute noch nicht vollständig verstanden ist.
Im Rahmen des von der EU geförderten FlotSim-Projekts, einem Europäischen Industriellen Doktorendenprogramm (EID) arbeiten die Technische Universität Dresden und das dänische Maschinenbauunternehmen FLSmidth an neuen Flotationszellenlösungen arbeiten, um die Materialausbeute drastisch zu verbessern. Ziel ist es, den Flotationsprozess und die Wechselwirkung zwischen Partikeln, Luftblasen und turbulenten Wasserströmungen von der Nanoskala bis zum Pilotmaßstab zu untersuchen und zu modellieren. So kann die Bergbauindustrie effizienter und umweltfreundlicher arbeiten.
Fünf Nachwuchswissenschaftler arbeiten gemeinsam an Mikro- und Makroprozessen in der Flotation. Am Lehrstuhl für Strömungsmechanik der TU Dresden wird das Kollisionsverhalten zwischen Partikeln und Blasen in turbulenter Strömung untersucht. Diese Kollisionen können in hochbelasteten Strömungen nicht gemessen werden, so dass sehr detaillierte numerische Simulationen durchgeführt werden, um einen Einblick in die Interaktion zwischen Partikeln, Blasen und Fluid zu erhalten. Sie werden dann zur Erstellung von entsprechenden Modellen verwendet, mit denen eine gesamte Flotionszelle dargestellt werden kann. Ziel ist es, die Effizienz des Verfahrens insbesondere bei der Flotation von kleinen Partikeln zu erhöhen, so dass die Zielmaterialien effizienter und umweltfreundlicher gewonnen werden können.
| Kooperation |
Professur Transportprozesse an Grenzflächen, TU Dresden |
| Finanzierung | Europäische Union, Horizon 2020 Projekt 955805 FlotSim |
| Kontakt |
M.Sc. Benedikt Tiedemann |