Aufbereitungstechnische Rohgutcharakterisierung und Laboruntersuchungen an Flusssedimenten der Donau

Die vorliegende Masterarbeit untersucht Möglichkeiten zur Aufbereitung von Flusssedimenten aus der Donau mit dem Ziel, die darin enthaltenen Schwerminerale in einem marktfähigen Bauschkonzentrat anzureichern.
Dazu werden auf Basis einer sorgfältigen Rohgutcharakterisierung verschiedene Klassier- und Sortierprozesse auf Einsatztauglichkeit getestet, die auf einem Ponton installiert und betrieben werden sollen. Ein zentrales Zwischenziel stellt die Erhebung des Mineralphasenbestands dar, der je nach Gewinnungsort erheblichen Schwankungen unterliegen kann. Die analysierten Mineralphasen weisen unter anderem Bestandteile von Granat, Muskovit, Epidot, Amphibol, Klinochlor, Ilmenit, Kassiterit und Kyanit auf.
Im Zuge der Rohgutcharakterisierung wurde festgestellt, dass sich die detektierten Schwerminerale besonders im Korngrößenbereich 0,315/0,04 mm anreichern und ebendort überwiegend in freier Form vorliegen. Im Rahmen der aufbereitungstechnischen Untersuchungen wurden daher verschiedene Apparate zur Sieb- und Gleichfälligkeitsklassierung zur Herstellung dieser Korngrößenklasse getestet.
Die solcherart hergestellte Feingutfraktion wurde in weiterer Folge mithilfe des „Falcon Semi-Batch Concentrator Laboratory Model L40 R5.0“ der Firma Sepro Mineral Systems Corporation aufbereitet. Es zeigte sich, dass eine gewisse Anreicherung der Schwerminerale in ein Bauschkonzentrat möglich ist. Die in Form von Bilanztafeln ausgewerteten Sortierversuche zeigen auf, dass sich Anreicherungseffekte ergeben. Je nach Mineralphase bzw. Element fällt diese allerdings unterschiedlich deutlich aus. Im Zuge fortgesetzter Untersuchungen sind dahingehend mögliche Optimierungspotenziale auszuloten, um eine wirtschaftliche Nutzung des Schwermineral-Bauschkonzentrats zu ermöglichen.
Parallel zu den labortechnischen Versuchen wurde ein erstes Verfahrenskonzept für eine mögliche Aufbereitungsanlage erarbeitet. Die entwickelte Aufbereitungsanlage besteht aus einem über einem Aufgabebunker situierten Rollenrost mit einer Maschenweite von 200 mm, einer Linearschwing-Siebmaschine mit einer Maschenweite von 10 mm und einer Spannwellen-Siebmaschine mit einer Maschenweite von 1 mm. Die solcherart erzeugten Kornfraktionen > 200 mm, 200/10 mm und 10/1 mm werden direkt in die Motorklappschute abgeworfen. Die Kornfraktion < 1 mm wird einem Hydrozyklon zugeführt, der bei einem Trennschnitt von 40 µm klassiert. Der Hydrozyklon-Überlauf < 40 µm kann entweder direkt in die Donau oder auf die Motorklappschutte geleitet werden. Der Hydrozyklon-Unterlauf 1/0,04 mm wird für die Konzentrat-Anreicherung in eine Zentrifuge geführt. Die Leichtgut-Fraktion wird der Motorklappschute zugeschlagen, die Schwergut-Fraktion stellt das Schwermineral-Bauschkonzentrat dar, das z.B. in Big bags zwischengelagert wird.