Auswirkungen von Ultraschall auf Fällung und Schaumflotation

Industrielle Abwässer sind aufgrund des übermäßigen Einsatzes von Schwefelsäure oft stark angesäuert. Angesäuerte Abwässer, die Schwermetalle enthalten, werden in der Regel durch chemische Fällung nach Koagulation und Flockung behandelt. Die Ultraschallbehandlung vor der Flotation führte zu einer deutlich verbesserten Ausflockung des bei der Fällung gebildeten Zinkhydroxids. Darüber hinaus förderte die Beschallung auch die mechanische Entfernung des Zinkhydroxids von den Oberflächen der Gipspartikel.

Schaumflotation und Ultraschallkonditionierung

Feine Partikel stellen bei der Rotation besondere Probleme dar. Die Rückgewinnungsraten fallen oft unter eine bestimmte kritische Partikelgröße. Frühe Arbeiten von Gaudin und Mitarbeitern (1931) zeigten, dass die Rückgewinnung von sulfiden Mineralien aus Kupfer, Zink und Blei am höchsten ist, > 95 % im Partikelgrößenbereich von 10-100 µm, aber unter 10 µm fällt die Ausbeute auf 70-85 %. Trahar und Warren (1976) haben die beobachteten Größenbereiche der maximalen Ausbeute für viele üblicherweise aufbereitete Mineralien unter normalen Versuchsbedingungen zusammengefasst. Die Größenbereiche konnten in vielen Fällen durch Änderung der Bedingungen und durch geschickte Manipulation der chemischen und physikalischen Parameter erweitert werden.
Die Beschallung ist eine erfolgreiche Vorbehandlung für die Entfernung von Schwermetallen wie Eisen, Zink und Kupfer aus sauren Bergbauabwässern und anderen Metallabwässern.

Ultraschallfällungsreaktionen

Hochleistungsultraschall wird häufig zur Entfernung von Verunreinigungen aus Mineralien eingesetzt. Studien haben gezeigt, dass die Beschallung die Entfernung von Zink aus Hydroxidausfällungen sowie die Trennung von Zinkhydroxid- und Gipsausfällungen durch Flotation mit gelöster Luft fördert. Bei der Verwendung von Carboxymethylcellulose (CMC) als Depressor für Calciumoxidminerale in der Flotation hat die Forschung gezeigt, dass die Beschallung die mechanische Entfernung des Zinkhydroxids von der Oberfläche der Gipspartikel verbessert.

Vergleich der Kupferentfernung gegen die Zeit in ihrer Lösung zwischen der Kombination aus Ultraschallvorbehandlung und Denver-Zelle, der Denver-Zelle allein und der gleichzeitigen Anwendung von Ultraschall und Denver-Flotationszelle. (Ishak & Rowson 2009)

Auswirkungen von Ultraschall auf die Flotation

Ishak und Rowson (2009) zeigten, dass die Ultraschallvorbehandlung die Entfernung von Schwermetallen (Eisen, Zink und Kupfer) aus saurem Grubenwasser verbessert, wenn sie mit einem Flotationssystem gekoppelt wird. In der Studie wurde eine Denver-Flotationszelle verwendet. Es wurde festgestellt, dass die Beschallung in einer frühen Phase der Ultraschallbehandlung, d. h. in den ersten 2 Minuten der Flotationszeit, am effektivsten ist und die besten Ergebnisse für eine verbesserte Flotation liefert. Bei einer kombinierten Behandlung mit Power-Ultraschall und der Denver-Flotationszelle wurde ein Unterschied von bis zu 3 % bei der Abscheidung im Vergleich zur Denver-Zelle allein erzielt. Der richtige pH-Wert für die Ausfällung des Metalls und die optimale Dosierung des geeigneten Schaummittels sind weitere wichtige Faktoren für den Erfolg des ultraschallunterstützten Flotationsverfahrens.

Vergleich der Entfernung von Eisen (Fe) gegen die Zeit in ihrer Lösung zwischen der Kombination aus Ultraschallvorbehandlung und Denver-Zelle, der Denver-Zelle allein und der gleichzeitigen Anwendung von Ultraschall und Denver-Flotationszelle. (Ishak & Rowson 2009)

Vergleich der Entfernung von Zink (Zn) gegen die Zeit in ihrer Lösung zwischen der Kombination aus Ultraschallvorbehandlung und Denver-Zelle, der Denver-Zelle allein und der gleichzeitigen Anwendung von Ultraschall und Denver-Flotationszelle. (Ishak & Rowson 2009)

Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren

Hielscher Ultrasonics ist Ihr langjährig erfahrener Partner, wenn es um Hochleistungs-Ultraschall geht. Von kompakten Labor-Ultraschallgeräten über Ultraschall-Tischgeräte bis hin zu vollwertigen industriellen Ultraschallsystemen bietet Hielscher Ihnen das passende Ultraschallgerät für Ihre Anwendung. Für Prozesse wie Schaumflotation, Partikeloberflächenreinigung und Dispergieren sind die Hochleistungs-Ultraschallgeräte von Hielscher zuverlässige Geräte, die auch unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen zuverlässig rund um die Uhr laufen. Hielscher Ultrasonics‘ industrielle Ultraschallprozessoren können sehr hohe Amplituden liefern. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7-Dauerbetrieb gefahren werden. Die präzise Steuerung der Ultraschallprozessparameter, die einfache Parametereinstellung und -anpassung über den Touchscreen oder die Browser-Fernbedienung, die automatische Datenaufzeichnung auf der eingebauten SD-Karte und die steckbaren Temperatur- und Drucksensoren gewährleisten Benutzerfreundlichkeit, hochwertige Ergebnisse und eine gleichbleibende Produktqualität.
Unsere Kunden sind von der herausragenden Robustheit und Zuverlässigkeit der Hielscher Ultraschallsysteme überzeugt. Die Installation in Bereichen mit hoher Beanspruchung, anspruchsvollen Umgebungen und 24/7-Betrieb sorgt für eine effiziente und wirtschaftliche Verarbeitung. Die Intensivierung des Ultraschallprozesses verkürzt die Prozesszeit und erzielt bessere Ergebnisse, d.h. höhere Qualität, höhere Ausbeute, innovative Produkte.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren: