Remining durch Feinpartikelaufbereitung von erzgebirgischen Zinnhalden mit innovativer pneumatischer Flotationstechnologie, nachhaltigeren Aufbereitungsstrategien und Verwertungspotential der silikatischen Reststoffe in Steinen und Pflastern (Re-pNEU)

Abstract

Probenmaterial und chemische Analyse: Im Rahmen des Projekts wurden zwei Probenahmen im Gebiet Ehrenfriedersdorf durchgeführt. In der ersten Probenahme wurden die Proben S1, S2 und S3 entnommen. In der zweiten Probenahme am 05.11.2024 wurden zusätzliche Proben mit den Bezeichnungen S1N, S3N und S4N entnommen. Die chemische Analyse ergaben folgende Gehalte an ausgewählten Elementen:

Die Probe S1 enthält 0,44 % As, 3,98 % Fe, 29,69 % Si und 0,10 % Sn. Die Probe S2 enthält 0,12 % As, 3,66 % Fe, 31,32 % Si und 0,04 % Sn. Die Probe S3 enthält 0,22 % As, 3,66 % Fe, 30,75 % Si und 0,08 % Sn. Die Probe S1N enthält 1,24 % As, 5,80 % Fe, 25,42 % Si und 0,22 % Sn. Die Probe S3N enthält 0,11 % As, 3,68 % Fe, 31,00 % Si und 0,03 % Sn. Die Probe S4N enthält 0,99 % As, 5,66 % Fe, 26,13 % Si und 0,18 % Sn.

Klassierung: Mit den im Rahmen der ersten Probenahme entnommenen Proben wurden vierstufige Klassierungsversuche durchgeführt. Dabei wurde das Material zunächst trocken gesiebt, anschließend einer Attritionsprozess unterzogen und danach nass gesiebt. Im letzten Schritt erfolgte eine Entschlämmung mittels Hydrozyklon, um Schlammfraktionen abzutrennen.

Bei der Probe S1 wurden ca. 81 % des Materials als Unterlaufprodukt (UL) erhalten. Im UL wurden ein Sn-Gehalt von 0,09 % und ein As-Gehalt von 0,17 % bestimmt, während im OL ein Sn-Gehalt von 0,08 % und ein As-Gehalt von 1,83 % festgestellt wurden. Bei der Probe S2 wurden ca. 88 % des Materials als Unterlaufprodukt (UL) erhalten. Im UL wurden ein Sn-Gehalt von 0,05 % und ein As-Gehalt von 0,11 % bestimmt, während im OL ein Sn-Gehalt von 0,05 % und ein As-Gehalt von 1,21 % festgestellt wurden. Bei der Probe S3 wurden ca. 86 % des Materials als Unterlaufprodukt (UL) erhalten. Im UL wurden ein Sn-Gehalt von 0,05 % und ein As-Gehalt von 0,11 % bestimmt, während im OL ein Sn-Gehalt von 0,05 % und ein As-Gehalt von 1,21 % festgestellt wurden.

Die im Rahmen der zweiten Probenahme entnommene Probe S1N wurde direkt mittels Hydrozyklon entschlammt. Dabei wurden ca. 81 % des Materials als Unterlaufprodukt (UL) erhalten. Im UL wurden ein Sn-Gehalt von 0,18 % und ein As-Gehalt von 0,64 % bestimmt, während im OL ein Sn-Gehalt von 0,17 % und ein As-Gehalt von 2,54 % festgestellt wurden. Dichtesortierung: Mit den Proben S1, S2, S3 wurden zunächst Vorversuche mit einem Superpanner sowie einem Schwingherd durchgeführt. Anschließend wurden die Proben einer Dichtesortierung mittels Schwingherd unterzogen.

Aus der Probe S1-UL mit einem Sn-Gehalt von 0,14 % wurden ein Konzentrat mit 1,1 % Sn und ein zweites Konzentrat mit 0,6 % Sn gewonnen. Aus der Probe S2-UL mit einem Sn-Gehalt von 0,10 % wurden ein Konzentrat mit 1,7 % Sn und ein zweites Konzentrat mit 0,3 % Sn gewonnen. Aus der Probe S3-UL mit einem Sn-Gehalt von 0,09 % wurden ein Konzentrat mit 1,1 % Sn und ein zweites Konzentrat mit 0,4 % Sn gewonnen.

Die bei den Schwingherdversuchen anfallenden Bergeprodukte wurden anschließend erneut einer Dichtesortierung mit der Falcon-L40-Sortierzentrifuge unterzogen. Die Proben S1N, S1N-UL und S1N-OL wurden mit der Falcon-L40-Sortierzentrifuge untersucht.

Aus der Probe S1N mit einem Sn-Gehalt von 0,18 % wurde ein Konzentrat mit 0,41 % Sn gewonnen. Aus der Probe S1N-UL mit einem Sn-Gehalt von 0,18 % wurde ein Konzentrat mit 0,67 % Sn gewonnen. Aus der Probe S1N-OL mit einem Sn-Gehalt von 0,17 % wurde ein Konzentrat mit 0,27 % Sn gewonnen.

Flotationsversuche: Mit den Proben S1 und S1N wurden Flotationsversuche zur Untersuchung verschiedener Flotationsparameter durchgeführt. Dabei wurden insbesondere der Einfluss der Entschlämmung, die Art der Sammler und Schäumer, der Einsatz des Drückers Na₂SiF₆ sowie der Einfluss des pH-Werts auf Selektivität und Ausbringen untersucht. Im Rahmen der Untersuchungen wurde festgestellt, dass feine Schlammfraktionen die Selektivität der Flotation negativ beeinflussen. Darüber hinaus wurden mit PHIZS EXTRA als Sammler sowie MIBC als Schäumer die besten Flotationsergebnisse erzielt. Die Untersuchungen zeigten außerdem, dass der Einsatz von Na₂SiF₆ die Selektivität der Flotation deutlich verbessert. Die pH-Untersuchungen ergaben zudem, dass unter natürlichen pH-Bedingungen höhere Ausbringen an Kassiterit und höhere Anreicherungsgrade erreicht werden konnten. Bei den Flotationsversuchen mit der Probe S1-UL mit einem Sn-Gehalt von 0,14 % wurde unter den oben genannten optimalen Bedingungen ein Konzentrat mit einem Sn-Gehalt von 0,6 % bei einem Kassiterit-Ausbringen von ca. 70 % gewonnen. Bei den Flotationsversuchen mit der Probe S1N-UL mit einem Sn-Gehalt von 0,18 % wurde unter den oben genannten optimalen Bedingungen ein Konzentrat mit einem Sn-Gehalt von 1,0 % bei einem Kassiterit-Ausbringen von ca. 80 % gewonnen. Die im Rahmen der Untersuchungen bestimmten optimalen Reagenzregime und Prozessparameter wurden mit den Projektpartnern geteilt. Magnetscheidung: Die Magnetscheidungsversuche wurden mit einem Hochgradient-Magnetscheider durchgeführt. Bei den mit der Probe S1N durchgeführten Untersuchungen konnte hinsichtlich Fe eine Anreicherung erzielt werden, während für As nur eine begrenzte Anreicherung festgestellt wurde.