Ultraschalleffekte auf Niederschlag und Schaumflotation

Industrielle Abwässer sind durch den übermäßigen Einsatz von Schwefelsäure oft stark versauert. Schwermetallhaltiges, gesäuertes Abwasser wird üblicherweise durch chemische Fällung nach Koagulation und Flockung behandelt. Die Ultraschallkonditionierung vor der Flotation führte zu einer deutlich verbesserten Ausflockung des bei der Fällung gebildeten Zinkhydroxids. Darüber hinaus förderte die Sonifizierung auch die mechanische Entfernung des Zinkhydroxids von den Oberflächen der Gipspartikel.

Schaumflotation und Ultraschallkonditionierung

Feinpartikel stellen in flotation besondere Probleme dar. Die Rückgewinnung fällt oft unter eine bestimmte kritische Partikelgröße. Frühe Arbeiten von Gaudin und Mitarbeitern (1931) zeigten, dass die Rückgewinnung von sulfide Mineralien von Kupfer, Zink und Blei maximal ist, > 95% im Partikelgrößenbereich von 10-100 µm, aber unter 10 µm fallen die Rückgewinnungen auf den Bereich 70-85%. Trahar und Warren (1976) haben die beobachteten Größenbereiche der maximalen Ausbeute für viele häufig vorkommende floated Mineralien unter normalen Versuchsbedingungen zusammengefasst. Die Größenbereiche wurden in vielen Fällen durch Änderung der Bedingungen und durch gezielte Manipulation der chemischen und physikalischen Parameter erweitert.
Die Sonifizierung ist eine erfolgreiche Vorbehandlung zur Entfernung von Schwermetallen wie Eisen, Zink und Kupfer aus sauren Bergbauabwässern und anderen Metallabwässern.

Ultraschallfällungsreaktionen

Power-Ultraschall ist weit verbreitet, um Verunreinigungen von Mineralien zu entfernen. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Beschallung die Entzinkung von Hydroxidfällungen sowie die Abtrennung von Zinkhydroxid- und Gipsniederschlägen durch die Druckentspannungsflotation fördert. Durch den Einsatz von Carboxymethylcellulose (CMC) als Depressor für Kalziumoxid-Mineralien in der Flotation hat die Forschung bewiesen, dass die Beschallung die mechanische Entfernung des Zinkhydroxids von der Oberfläche der Gipspartikel verbessert.

Die Ultraschall-Vorbehandlung vor der Flotationszelle von Denver erhöht die Entfernung von Kupfer (Cu) aus der sauren Minenentwässerung.

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

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Ultraschall-Effekte bei der Flotation

Ishak und Rowson (2009) zeigten, dass die Ultraschall-Vorbehandlung die Entfernung von Schwermetallen (namentlich Eisen, Zink und Kupfer) aus der sauren Minenentwässerung verbessert, wenn sie mit einem Flotationssystem gekoppelt ist. In der Studie wurde eine Flotationszelle aus Denver verwendet. Sie fanden heraus, dass die Beschallung in einem frühen Stadium der Ultraschallbehandlung, d.h. in den ersten 2 Minuten der Flotationszeit, am effektivsten ist und die besten Ergebnisse für eine verbesserte Flotation liefert. Mit einer kombinierten Behandlung von Power-Ultraschall und der Denver-Flotationszelle wurden bis zu 3% der Abtragsdifferenz im Vergleich zur Denver-Zelle allein erreicht. Der richtige pH-Wert für das auszufällende Metall und die optimale Dosierung geeigneter Aufschäumer sind weitere wichtige Faktoren für den Erfolg des ultraschallverstärkten Flotationsprozesses.

Die Ultraschall-Vorbehandlung vor der Flotationszelle von Denver erhöht die Entfernung von Eisen (Fe) aus der sauren Minenentwässerung.

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

Die Ultraschall-Vorbehandlung vor der Flotationszelle von Denver erhöht die Entfernung von Zink (Zn) aus der sauren Minenentwässerung.

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

Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren

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

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000hdT
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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