Sustainability

Metalle und Nichteisenmetalle

Metalle und Nichteisenmetalle

Mineralien und Kalkprodukte spielen nicht nur beim Abbau von Nichteisenmetallen, sondern auch bei der Behandlung des entstehenden Abwassers zum Schutz der Umwelt eine Schlüsselrolle. Zudem tragen sie zur Sicherheit der Minenarbeiter bei. Wir bieten Kalkprodukte mit entsprechender Reinheit und Reaktionsfähigkeit für eine optimale Metallaufbereitung an. Unsere Lösungen finden konkrete Anwendung bei der Herstellung und Veredelung von Kupfer, Magnesium, Aluminium, Zink, Nickel, Uran, Gold, Blei, Niob und Kobalt.

Erzaufbereitung

Kalk ist ein wichtiger Teil der Erzaufbereitungsprozesse für Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, Zink, Kobalt, Blei und vieles mehr. Dank ihrer Reinheit und Reaktionsfähigkeit liefern unsere Kalkprodukte die erforderliche hohe Effizienz, um eine wirtschaftliche Metallaufbereitung zu garantieren. Unsere Lösungen kombinieren Kalkprodukte und Mineralien mit unserem bewährten Know-how in der nachhaltigen Produktion von Kalkmilch und sparen Energie sowie Wasser ein.

Kupfer-Flotation

Kalkmilch wird während Erzvermahlungen und in den Flotationszellen hinzugegeben, um die Kupfergewinnung zu optimieren:

  • Erzeugen eines alkalischen Milieus, das der Sammler benötigt, um die Oberflächen der Erzpartikel hydrophob einzustellen und damit erst deren Flotation zu ermöglichen. Der optimale pH-Wert schwankt zwischen 9 bis 11, je nach Sammler-Typ und Pyrit-Gehalt. Unsere Kalkprodukte erzeugen diese alkalischen Bedingungen auf kostengünstige Weise.
  • Reduzierung der Pyrit-Flotation. Bei der Zerkleinerung von Kalk und Pyrit entsteht eine chemische Reaktion, bei der CaSO4 und Fe(OH)3 gebildet werden. Dadurch werden die Pyrit-Oberflächen sehr hydrophil und ihre Flotation wird unterbunden. Kalk optimiert die Selektivität in der Kupfergewinnung.

 

Bauxit zu Aluminium – Das Bayer-Verfahren

Kalkmilch kann den Aufschluss und die spätere Filtration von Bauxit zu Aluminiumoxid verbessern. Das Bayer-Verfahren ist das branchenweit führende Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid aus Bauxit.

Aufschluss

Bauxit-Erz wird gemahlen und mit Natriumhydroxid bei hohen Temperaturen (140 - 240° C) und ausreichendem Druck zur Herstellung einer Natriumaluminat-Lösung verarbeitet. Hierzu wird Kalk in Form von Kalkmilch gegeben, um die Phosphate zu binden und diese vor einem Übergang in die Aluminat-Lösung zu hindern. Die nicht löslichen Rückstände (Rotschlamm) mit den inerten Stoffen und Calciumphosphaten werden durch ein Klärverfahren abgetrennt. Kalk wird auch zum abgetrennten Rotschlamm gegeben, um eine Reaktion mit dem löslichen, während des Aufschlusses gebildeten Na2CO3 auszulösen. Hiermit wird Natriumhydroxid in der Kaustifikation zurückgewonnen und wieder im Prozess eingesetzt..

Filtration

Die Natriumaluminat-Lösung (Überlauf aus der Klärung) wird gefiltert, um feinste Spuren von Rotschlamm auszuschleusen. Die Bildung oder Zugabe von Tricalciumaluminat-Kristallen unterstützt diesen Prozess. Tricalciumaluminat wird zumeist vor Ort durch eine Reaktion von Natriumaluminatlösung und Kalk hergestellt. Lhoist bietet geeignete Kalkprodukte zur Herstellung der richtigen Tricalciumaluminat-Teilchengröße für die Filtration.

Goldproduktion

Die Golderz-Aufbereitung wird üblicherweise über Cyanidlaugung durchgeführt. Goldoxiderze sind aufgrund ihrer Eigenschaften für die Cyanidlaugung geeignet, während Goldsulfiderze zuerst thermisch behandelt werden müssen (Rösten, Autoklave). Cyanidlaugung kann entweder im Haldenlaugungs- oder Rührlaugungsverfahren durchgeführt werden. Bei beiden Verfahren wird Kalk hinzugegeben, um einen pH-Wert von >11 aufrechtzuerhalten oder zu erzeugen und ein Abdampfen von Blausäure aus der angereicherten Lösung zu verhindern.

Cyanid-Haldenlaugung

 (vorzugsweise für Golderz geringer Qualität <2 g Au/t Erz)
Es wird Kalk zur Halde bei der Aufschüttung hinzugegeben. Die Cyanidlösung wird auf die Oberfläche der Halde gerieselt, um das Gold in Lösung zu bringen. Der sich ergebende Gold-Cyanid-Komplex (angereicherte Lösung) wird über den Boden der Halde extrahiert und in Bassins aufgefangen. Wir empfehlen außerdem die Zugabe von Kalkmilch zur angereicherten Lösung im Bassin-Speicher, um den benötigten pH-Wert von >11 sicherzustellen. Bei einem pH-Wert unter 10,5 steigt das Risiko von Cyanidverlust an, was zu erhöhten Betriebskosten und einer größeren Kontamination führt.

Cyanid-Rührlaugung

 (vorzugsweise für Golderz hoher Qualität >2 g Au/t Erz)
Die Lösung wird in Aktivkohletanks gegeben, in denen Aktivkohle das Gold adsorbiert und dabei die Cyanidlösung freigesetzt wird.

Der Kalkverbrauch ist erheblich und hängt hauptsächlich von der verfügbaren Cyanid-Menge ab, die wiederum von der Qualität des Goldes abhängt. Unsere Kalkprodukte haben die notwendige Reaktionsfähigkeit, um einen hohen pH-Wert bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten.

Niob

Dieses Metall wird durch die Konzentration von Pyrochlor über Nassmahlen, magnetische Abtrennung, Flotation und Veredelung gewonnen. Kalk wird dabei hauptsächlich für die Entfernung von Phosphor eingesetzt.

Das Konzentrat wird zuerst einem Pelletierungs- und Sinterverfahren unterzogen. Anschließend wird das Material in einen Elektrolichtbogenofen gegeben und Kalk hinzugefügt, um Schlacke zu bilden und Verunreinigungen aus dem Bad auszuschleusen. Das so erhaltene Metall ist gereinigt und kann nun für den Vertrieb der folgenden Produkte eingesetzt werden: Nioboxid, Spezialnioboxid, Standard-Ferroniob, metallisches Niob oder Vorlegierungen.

Nickelproduktion und -flotation

Kalk wird im Flotationsprozess von Sulfiderzen und im Säurelaugungsverfahren von Oxid-Nickellateriterzen eingesetzt, um die Nickel-Konzentration zu erhöhen.

Kalk wirkt in den Sammlern, um Verunreinigungen zu reduzieren und eine selektive Nickel-Flotation zu erhalten.

Säurelaugung mit Schwefelsäure

Kalkstein und Kalk reagieren mit der angereicherten sauren Lösung in unterschiedlichen Schritten:

  • Primäre Neutralisierung: Kalkstein schleust Eisen und Aluminium aus.
  • Sekundäre Neutralisierung: Anschließend werden die Hauptprodukte Nickel und Kobalt mit Kalk ausgefällt.
  • Abschließende Neutralisierung: Kalk schleust Schwermetalle und Mangan aus. Eisen und Mangan sind Abfallstoffe. Das behandelte Wasser wird zurück zur chemischen Laugung geleitet.

Metallveredelung: Kupfer, Magnesium und Aluminium

Kupfer

Kalk spielt eine wichtige Rolle in Prozessen der Metallveredelung wie zum Beispiel in Kupferschmelzöfen.

Er wirkt als:

  • Schmelzmittel in Hochöfen zur Bildung von Schlacke. Im Gegensatz zu Kalkstein ist Kalk bei hohen Temperaturen stabil und benötigt damit keine zusätzliche Energie aus der Anlage. Kalkstein dagegen reagiert mit der hohen Temperatur und bildet erst dann Calciumoxid. Dieser Prozess verbraucht Energie, die anschließend ersetzt werden muss. Kalk ist damit im Vergleich zu Kalkstein wesentlich vorteilhafter.
  • Reagenz zur Behandlung von Schmelzereiabgasen aus Metallabstichen. Kalk vereinfacht auch ein Abscheiden von Stäuben und hilft, der Bildung von Luftfeuchtigkeit in Schlauchfiltern vorzubeugen.
  • Reagenz zur Entfernung von Arsen aus Kupfer in Konvertern und Anodenöfen.
  • Reagenz zur Neutralisierung von saurem Abwasser zum Schutz der Umwelt.

Magnesium

Magnesium ist ein wichtiger Ausgangsstoff für eine breite Palette an Anwendungen. Die wachsende Transportbranche und immer größer werdenden Forderungen zur Energieeinsparung treiben die Nachfrage nach diesem Leichtmetall voran und sind entscheidende Faktoren für die Verbesserung seiner Qualität.

Rheinkalk HDW, eine Tochtergesellschaft von Lhoist in Deutschland, hat hochwertige wasserfreie Flussmittel unter dem Markennamen EMGESAL® FLUX zur Veredelung und Verbesserung der Qualität von Magnesium entwickelt.

Sie werden weltweit für Folgendes eingesetzt:

Veredelung von Magnesium

Erneute Schmelzung von Magnesium-Legierungen führt zu nicht-metallischen Einschlüssen. Es können nur Rohlinge und Schrott der Klasse 1 ohne die Verwendung von Schmelzmittel geschmolzen werden. EMGESAL® FLUX sammelt alle nicht metallischen Einschlüsse aus der Magnesiumschmelze und trennt diese vom reinen Metall.

Schutz der Magnesiumschmelze

EMGESAL® FLUX bietet zusätzliche Vorteile auf der Schmelzoberfläche und den Schutz vor Gaseintrag als Abdecksalz. Es wird für Folgendes empfohlen:

  • Schmelzofen ohne kontinuierliche Schutzgasatmosphäre,
  • als Reserve bei Störungen oder zur Überbrückung von Notfällen in der Schutzgasversorgung,
  • als Alternative für nicht umweltfreundliche Treibhausgase, wie SF6 oder SO2.
Löschen von Magnesiumbränden

EMGESAL® FLUX ist das wirksamste Brandschutzmittel für Magnesium. Es bildet eine geschmolzene Salzschicht auf der Oberfläche des flüssigen Magnesiums und schließt somit Sauerstoff aus. Als synthetisches Carnallit entspricht es dem ternären Eutektikum im MgCl2-KCl-NaCl-System. Ausreichende Mengen an trockenem Schmelzsalz sollten immer vorhanden sein. Deutlich gekennzeichnete Schmelzsalz-Behälter sollten an den Arbeitsstationen, an denen flüssiges Magnesium verwendet wird, sowie in den Maschinenbereichen vorhanden sein.

Wasserfrei • homogen • staubfrei
  • Wasserfreies EMGESAL® FLUX kann ohne umweltgefährdende Emissionen während der Schmelze von Magnesium verwendet werden.
  • Homogenes EMGESAL® FLUX bildet eine flüssige Schmelzsalzschicht, die das geschmolzene Magnesium vor Oxidation schützt. Das Magnesium entzündet sich nicht und die Metallverluste werden minimiert.
  • Körniges, staubfreies EMGESAL® FLUX verhindert Staubemissionen und gewährleistet einen schnellen Schutz und ein sicheres Handling bei hoher Leistung.

Brochure Emgesal®

Aluminium

Als Leichtmetall wird Aluminium häufig in der Bauindustrie genutzt. Anwender verlangen nach immer besserer Qualität, die zusätzlich zu einer wachsenden Transportbranche und wachsenden Forderungen zur Energieeinsparung die Nachfrage antreibt.

REFINAL® Aluminium-Schmelzmittel wurden zusammen mit unserem Partner MQP entwickelt, einem Anbieter innovativer Technologien und Ausrüstung in der Aluminiumbranche.

http://www.mqpltd.com/

Explosionsschutz mit Gesteinsstäuben

Gemahlener Kalkstein wird im Steinkohlebergbau verwendet, um Explosionen zu verhindern und zu unterdrücken. Wenn er an die Wand gesprüht wird, hemmt er die Ablösung von feinem Kohlenstaub, der in der Luft zu einem explosionsfähigen Brennstoff werden kann. Kalksteinsäcke  werden an strategisch wichtigen Standorten platziert, sodass im Falle einer Explosion Kalksteinmehl in die Luft gewirbelt wird und die Kohlenstaubkonzentration verdünnt. Hierdurch wird auch die Ausbreitung des Feuers begrenzt. Um die Sicherheit der Bergarbeiter zu gewährleisten, sind niedrige Siliciumdioxid-Gehalte und eine präzise Korngrößenverteilung erforderlich.

Umweltprozesse

Bei der Erzaufbereitung entstehen saure Abwässer. Die Metallveredelung selbst führt auch zu saurem Abwasser und Abgasen. Abwässer enthalten Säure und Schwermetall-Schadstoffe, die beseitigt werden müssen, um die strengen Emissionswerte einzuhalten. Mit Neutralac® und Sorbacal® haben wir spezielle Kalkprodukte für die Abwasserbehandlung und Abgasreinigung entwickelt. Sie helfen Ihnen, die Emissionsanforderungen kosteneffizient einzuhalten.

Prävention und Behandlung von saurem Grubenwasser (AMD)

Kommen größere Mengen Abraummaterial während der Förderung mit Luft und Wasser in innigen Kontakt, wird das enthaltene Pyrit stark oxidiert und es entstehen sogenannte saure Abwässer (AMD = Acid Mining Drainage). Die Zugabe von Kalksteinmehlen als Neutralac® C bereits vor der Ablagerung bzw. Deponierung des Abraums gewährleistet, dass der Neutralisierungseffekt genau dort eintritt, wo die Säure aus dem Pyrit gebildet wurde. Kalkstein als basischer Puffer im Abraumkörper verhindert auch, dass Schwermetalle in das Grundwasser versickern.

www.neutralac.com

Neutralisierung saurer Grubenwässer

Beim Abbau von Mineralien gelangen auch unerwünschte Verbindungen/Mineralien an die Oberfläche. Deren potenzielle Säurebelastung kann in Flüssen und Seen zu einem sehr niedrigeren pH-Wert führen. Saure Gewässer setzten hierdurch zuvor in Sedimenten und Gesteinen fixierte Schwermetalle frei, die die Qualität von Grund- und Trinkwasser gefährden. Aufsteigendes Oberflächenwasser führt zudem zu einer Versauerung von Seen und Flüssen. Dies trifft auf die meisten Bergbaufolgeseen z.B. in den Braunkohlerevieren zu. Um den potenziell sehr wichtigen Wasserkörper vor ökologischen Schäden zu bewahren und für touristische Zwecke zugänglich zu machen, müssen sie nachhaltig rekultiviert werden.

Lhoist neutralisiert seit 20 Jahren saure Grubenwässer mithilfe speziell entwickelter Boote. Unsere Neutralac® Reagenzien werden auf der Grundlage intensiver Forschungen an Universitäten auf die speziellen Anforderungen einzelner Anwendungen abgestimmt.

Abwasserbehandlung im Bergbau

Über 50 Jahre lang wurde in Ostdeutschland und in der Tschechischen Republik Uran abgebaut. Erreicht wurde dies durch einen Auslaugungsprozess der tieferliegenden Gesteinsschichten mit Schwefelsäure, Salpetersäure und Ammoniak. Das Endergebnis war ein extrem versauertes Gestein mit großen Mengen Schwefelsäure, Schwermetallen und radioaktiven Elementen, die das Grundwasser extrem gefährden. Neutralac® Q löst derartige Probleme. Es neutralisiert die Säuren und verhindert ein Auslaugen der Schwermetalle.

Wir bieten folgende Leistungen an:

  • Untersuchungen im Labor zur Qualität von Kalkmilch, Branntkalk und Löschwasser,
  • Langzeitversuche mit unserer Mischanlage Duwa-Matic® 650 und Neutralac® Q,
  • Engineering der Duwa-Matic® Technologie mit einer Kapazität von bis zu  2 x 3,2 t/h Neutralac® Q.

Lhoist hat ein breites Angebot an Neutralac® und Sorbacal® Reagenzien und Technologien und umfangreiche Kompetenzen auf dem Gebiet des Umweltschutzes. Auch in Zukunft arbeiten wir kontinuierlich an der Entwicklung und Verbesserung neuer sowie bestehender Lösungen.