Detektierbarkeit von Seltenerdmineralen bei der sensorgestützten Sortierung – Potentiale und Grenzen röntgenbasierter Messsysteme

Bislang kommt die sensorgestützte Sortierung bei der Aufbereitung seltenerdhaltiger Erze im industriellen Maßstab nicht zur Anwendung. Das Ziel der Forschungsarbeiten bestand darin, die grundlegende technische Anwendbarkeit der sensorgestützten Sortierung, mit Fokus auf der Dual-Energy Röntgentransmissionstechnologie (DE-XRT), für eine Sortierung seltenerdhaltiger Erze zu untersuchen.
Im Rahmen der Arbeit wurde am Beispiel von zwei seltenerdhaltigen Erzen die Möglichkeit für eine Unterscheidung zwischen werthaltigen und wertlosen Partikeln auf Basis der Dual-Energy Röntgentransmissionstechnologie untersucht. Insgesamt wurden je 200 Partikel eines karbonatitischen und eines silikatischen Erzes analysiert und die theoretische Sortierleistung in Abhängigkeit der jeweiligen Erzeigenschaften bestimmt.
Der Einfluss von Faktoren wie der Wertmineralkorngröße, des Wertmineralgehaltes und der räumlichen Wertmineralverteilung auf die durchschnittliche Röntgenabsorption bzw. Detektierbarkeit seltenerdhaltiger Minerale, wurde anhand einer Auswertung der Helligkeitswerte von Röntgenbildern synthetisch hergestellter Probekörper mit vereinfachter Zusammensetzung analysiert. Daneben werden die Ergebnisse eines Ansatzes vorgestellt, anhand dessen eine qualitative Abschätzung über die in den Probekörper enthaltenen Wertmineralkorngrößen möglich war.
Abschließend wird eine Monte Carlo basierter Simulationsansatz beschrieben, durch den ein vereinfachtes DE-XRT Messverfahren abgebildet werden konnte. Die Ergebnisse der Simulation von Wechselwirkungsprozessen zwischen Röntgenstrahlen und Partikeln unterschiedlicher Zusammensetzungen (Seltenerdoxidgehalte und Wertmineralkorngrößen) werden vorgestellt.