Ettringit-Fällung
Verfahrensbeschreibung
Fällung des sulfathaltigen Minerals Ettringit durch Erhöhung des pH-Wertes in den stark basischen Bereich und die Zugaben von Aluminaten. Anschließende Neutralisation z.B. mit CO2. Verschiedene Verfahrensvarianten fokussieren auf die anteilige Rückgewinnung von Aluminium
Einsatzbereich
Sulfatreiche Wässer
Behandlungsziel
Abtrennung von Sulfat sowie viele weitere Schwermetalle und Magnesium
Verfahrensart
Bergbau
Umwelteinflüsse
Notwendigkeit der Schlammentsorgung
Überwachung
Prozessmonitoring, Anlagenmonitoring
Nachbesserung
Es besteht noch Entwicklungsbedarf
Relevante Prozesse
- Fällung des Calcium-Aluminiumhydroxisulfates Ettringit
- Mitfällung anderer Metall(oid-)e
Anwendungsstand
Pilotanlage
Zeitaufwand
kleiner 1 Jahr
Rechtliche Anforderungen
Arbeitsschutz
Umgang mit chem. Neutralisationsmitteln (Branntkalk)
Bestehende Patentrechte
Anmeldung zum Patent
Genehmigungsfähigkeit
prinzipiell gegeben; Schlammentsorgung erforderlich
Bewertung
Anforderungen
- Vorreinigung durch Metallhydroxid- und Gips-Fällung
- Niedrige Na-Konzentrationen
- Hydraulisch gefasste Zulaufwässer
- Möglichkeit der Verbringung der Reststoffe
- Untersuchungen/Bemessungen der standortspezifisch anzupassenden Aufbereitungstechnik
Anforderungen an Umwelt
- Stellflächenbedarf
- Möglichkeiten zur Schlamm-Entsorgung
Beispiele weltweit
- Einzelne Pilotanlagen: z. B. Mintek's SAVMIN pilot plant test facility in Randfontein SA
Leistungsfähigkeit unter sächsischen Bedingungen
- Aufgrund der sehr großräumig auftretenden Sulfatbelastung in der Lausitz und in Mitteldeutschland und der insgesamt sehr großen Frachten großflächig keine Option
Vorteile
- Einziges oxisch arbeitendes Verfahren zur weitgehenden Sulfatelimination
- Sulfatkonzentrationen können sicher bis unterhalb 300 mg/l abgereichert werden
- Es entstehen keine Solen, die weiter behandelt werden müssen.
- Schwermetalle werden effektiv in die entstehenden Feststoffe eingebaut
Nachteile
- Anfall großer Schlammmengen
- Bei Rückgewinnung von Aluminium sehr komplex
- Hohe Na-Konzentrationen, wie sie für die zu behandelnden GW prognostiziert werden, stören die Ettringit-Bildung
- Hohe Aufenthaltszeiten im Ettringit-Reaktor von ca. 2h
- Es sind bisher keine großtechnisch und längerfristig betriebenen Anlagen bekannt, die die Abschätzung von Betriebskosten verlässlich machen würden
- Hohe Kosten
Investitionskosten
- Keine verlässlichen Daten, da bisher nur im Pilotmaßstab getestet
Kosten für laufenden Betrieb
- 3 €/m³ alleine aufgrund des Verbrauchsmaterials im Falle des Walhalla-Verfahrens
Kosten für Chemikalien
- Tonerdezemente wie z. B. Tricalciumaluminat-Hydrat (Walhalla-Verfahren), ansonsten Branntkalk, Schwefelsäure, CO2, Flockungshilfsmittel
Datenstand
01.01.2020
Literatur
- Usinowicz, P. J., Monzyk, B. F., & Carlton, L. (2006). Technical and economic evaluation and selection of sulphate ion removal technologies for recovery of water from mineral concentrate transport slurry. Paper presented at the 6th Water Environment Federation’s Annual Technical Exhibition and Conference WEFTEC, 21-25 Oct 2006.
- Janneck, E., Cook, M., Kunze, C., Sommer, K., & Dinu, L. (2012). Ettringite Precipitation vs. Nano-Filtration for Efficent Sulphate Removal from Mine Water. Annual IMWA Conference 2012