Die thermische Abfallbehandlung stellt nach aktuellem Stand sowie zukünftig im Wandel zur „Circular Economy“ eine zentrale Säule der europäischen Abfallwirtschaft dar. Aus ökologischer und ökonomischer Sicht gewinnt die NE-Metallrückgewinnung aus Müllverbrennungsrostasche mittels Wirbelstromscheidern zunehmend an Bedeutung in der konventionellen Rostaschenaufbereitung. Die Weiterentwicklung der Sortiertechnik ermöglicht darüber hinaus eine trockenmechanische Trennung in Leicht- und Schwermetallfraktionen der gemischten NE-Metallkonzentrate.
Einen Schwerpunkt der Arbeit bilden praktische Versuche zur Röntgentransmissionssortierung, mit dem Ziel einer möglichsten hohen Produktreinheit der Leichtmetallfraktion. Die Anwendung des Aluminiumrefininings liefert wichtige Erkenntnisse über erwartbare Schmelzausbeuten und chemische Zusammensetzung in Abhängigkeit wesentlicher Einflussgrößen wie Kornspektrum, Sortiergrad und Schmelzsalzzusammensetzung.
Aufgrund des hohen Zinkanteils in der Schwermetallfraktion aus Rostasche wird im Rahmen der Arbeit die Vakuumdestillation auf seine Eignung als Andienungs-verfahren untersucht. Basierend auf einer thermochemischen Modellierung werden Drücke und Temperaturen ermittelt, die für eine möglichst vollständige Zinkabtrennung notwendig sind. Mit Hilfe von Literaturdaten werden Kinetikmodelle erstellt, die eine Voraussage über den Konzentrationsverlauf und damit der benötigten Behandlungsdauer zulassen. Anhand von Phasenverteilung und -zusammensetzung werden in Abhängigkeit der Aufbereitungstiefe und der Korngröße die Effektivität der Vakuumbehandlung sowie der Aufbereitungskette beurteilt.
Aktualisiert: 2023-02-23
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Die sensorgestützte Sortierung ermöglicht die Trennung einzelner Partikel aus einem Materialstrom. In dieser Arbeit wird eine neue Gattung eines Schüttgutsortiersystems mit Flächenkamera erforscht. Der Einsatz von Hochgeschwindigkeitskameras als Inspektionssensorik wirft aus Sicht der Informatik spannende Forschungsfragen hinsichtlich der Gewinnung und Nutzung weitergehender Merkmale, insbesondere von Bewegungsinformation über zu sortierende Materialien, auf. Sensor-based sorting enables the separation of individual particles from a material stream. In this work, a novel sorting system using an area-scan camera is investigated. The use of high-speed cameras raises exciting research questions from a computer science perspective regarding the extraction and use of more advanced features, especially motion information about the materials to be sorted.
Aktualisiert: 2022-07-07
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Der Einsatz von Spritzbeton und Versatzasche sind gängige Mittel für die Gewährleistung der Gebirgsstabilität, und somit der Sicherheit, im untertägigen Bergbau. Wenn der Beton oder die Asche im weiteren Verlauf der Produktion in die Flotationsaufgabe gelangen, beeinflussen sie dort in vielen Fällen als Störstoff den Sortierprozess negativ.
Um die negativen Einflüsse der Störstooffe Spritzbeton und Versatzasche auf den Flotationsprozess nachzuweisen wurde eine Versuchsreihe am Lehr- und Forschungsgebiet Aufbereitung mineralischer Rohstoffe (AMR) der RWTH Aachen durchgeführt. Bei konstanten Flotationsparametern wurde der Störstoffgehalt in der Flotationsaufgabe durch Zugabe von puren Störstoffen variiert. Die Ergebnisse zeigen, dass mit steigendem Störstoffgehalt in der Aufgabe das Flussspatausbringen sowie das generelle Massenausbringen sinken. Der Anreicherungsfaktor des Flussspats sinkt ebenfalls mit steigendem Störstoffgehalt in der Aufgabe.
Um die Störstoffkontamination in der Flotationsaufgabe zu eliminieren wurde eine Machbarkeitsstudie zum Einsatz von sensorgestützter Sortierung und Dichtesortierung durchgeführt. Die Trennung von Asche und Erz stellte sich als unproblematisch heraus, während die Abtrennung von Spritzbeton nur mit zwei der sechs getesteten Sensoren möglich ist. Durch Einsatz eines elektromagnetischen Leitfähigkeitssensors konnten nahezu alle Spritzbetonpartikel, welche Metallfasern enthielten, erkannt und anschließen ausgeschleust werden. Beim Einsatz einer Setzmaschine zur Dichtesortierung konnte entweder das Wertstoffausbringen oder die Reduzierung des Spritzbetongehaltes maximiert werden.
Aktualisiert: 2020-12-08
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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.
Aktualisiert: 2019-12-12
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