Auswirkungen von Ultraschall auf Fällung und Schaumflotation

Industrielle Abwässer sind aufgrund des übermäßigen Einsatzes von Schwefelsäure häufig stark angesäuert. Angesäuerte, schwermetallhaltige Abwässer werden üblicherweise nach Koagulation und Flockung durch chemische Fällung behandelt. Eine Ultraschallkonditionierung vor der Flotation führte zu einer deutlich verbesserten Flockung des bei der Fällung gebildeten Zinkhydroxids. Darüber hinaus förderte die Beschallung auch die mechanische Ablösung des Zinkhydroxids von den Oberflächen der Gipspartikel.

Schaumflotation und Ultraschallkonditionierung

Feine Partikel stellen bei der Flotation eine besondere Herausforderung dar. Unterhalb einer bestimmten kritischen Partikelgröße sinkt häufig das Ausbringen. Frühe Arbeiten von Gaudin und Mitarbeitern (1931) zeigten, dass das Ausbringen sulfidischer Kupfer-, Zink- und Bleiminerale im Partikelgrößenbereich von 10–100 µm mit mehr als 95% am höchsten ist, unterhalb von 10 µm jedoch auf 70–85% abfällt. Trahar und Warren (1976) haben für viele häufig durch Flotation aufbereitete Minerale die unter normalen Versuchsbedingungen beobachteten Größenbereiche mit maximalem Ausbringen zusammengefasst. In vielen Fällen konnten diese Größenbereiche durch veränderte Bedingungen und eine gezielte Anpassung chemischer und physikalischer Parameter erweitert werden.
Die Beschallung ist eine erfolgreiche Vorbehandlung zur Entfernung von Schwermetallen wie Eisen, Zink und Kupfer aus sauren Grubenwässern und anderen metallhaltigen Abwässern.

Ultraschallgestützte Fällung

Leistungsultraschall wird häufig eingesetzt, um Verunreinigungen aus Mineralen zu entfernen. Studien haben gezeigt, dass die Beschallung sowohl die Entfernung von Zink aus Hydroxidniederschlägen als auch die Trennung von Zinkhydroxid- und Gipsniederschlägen durch Druckentspannungsflotation fördert. Untersuchungen unter Verwendung von Carboxymethylcellulose (CMC) als Drücker für Calciumoxidminerale bei der Flotation haben nachgewiesen, dass die Beschallung die mechanische Ablösung des Zinkhydroxids von der Oberfläche der Gipspartikel verbessert.

Vergleich der Kupferentfernung aus der untersuchten Lösung in Abhängigkeit von der Zeit für die Kombination aus Ultraschallvorbehandlung und Denver-Zelle, die Denver-Zelle allein sowie den gleichzeitigen Einsatz von Ultraschall und Denver-Flotationszelle. (Ishak & Rowson 2009)

Auswirkungen von Ultraschall auf die Flotation

Ishak und Rowson (2009) zeigten, dass eine Ultraschallvorbehandlung in Kombination mit einem Flotationssystem die Entfernung von Schwermetallen (Eisen, Zink und Kupfer) aus sauren Grubenwässern verbessert. In der Studie wurde eine Denver-Flotationszelle eingesetzt. Sie stellten fest, dass die Beschallung in einer frühen Phase der Ultraschallbehandlung, also während der ersten 2 Minuten der Flotationszeit, am wirksamsten ist und die besten Ergebnisse für eine verbesserte Flotation liefert. Mit einer kombinierten Behandlung durch Leistungsultraschall und die Denver-Flotationszelle wurde gegenüber der Denver-Zelle allein ein Unterschied bei der Entfernung von bis zu 3% erzielt. Der für die Fällung des Metalls geeignete pH-Wert und die optimale Dosierung eines geeigneten Schäumers sind weitere wesentliche Faktoren für den Erfolg des ultraschallgestützten Flotationsprozesses.

Vergleich der Eisenentfernung (Fe) aus der untersuchten Lösung in Abhängigkeit von der Zeit für die Kombination aus Ultraschallvorbehandlung und Denver-Zelle, die Denver-Zelle allein sowie den gleichzeitigen Einsatz von Ultraschall und Denver-Flotationszelle. (Ishak & Rowson 2009)

Vergleich der Zinkentfernung (Zn) aus der untersuchten Lösung in Abhängigkeit von der Zeit für die Kombination aus Ultraschallvorbehandlung und Denver-Zelle, die Denver-Zelle allein sowie den gleichzeitigen Einsatz von Ultraschall und Denver-Flotationszelle. (Ishak & Rowson 2009)

Hochleistungs-Ultraschallgeräte

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Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: