Description: Das Projekt "Inline-Analyse von Prozessstäuben mit Laser Emissionsspektrometrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Lasertechnik durchgeführt. Bei der Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen wie Kalkstein, Kupfer- oder Eisenerz entstehen Stäube. Die chemische Zusammensetzung dieser Stäube liefert Informationen über den Gehalt von Nutz- und Nebengesteinen. Daher wird nach dem Stand der Technik dieser Staub, z.B. bei der Erkundung mit Sprenglochbohrungen in Kalksteinlagerstätten, gesammelt und an ein Analyselabor geschickt. Dort wird meist mit dem Verfahren der Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) die Zusammensetzung des Staubes bestimmt. Dies benötigt im Normalfall 2-3 Tage und ist aufgrund des Personaleinsatzes und der erforderlichen Probenpräparation zeit- und kostenintensiv. Zudem ist eine ortsaufgelöste Analyse nur bedingt erreichbar. Eine Möglichkeit diese Nachteile zu überwinden, ist die Inline-Analyse direkt im Staubstrom an der abbauenden Maschine. Konventionelle Methoden wie die RFA sind dafür aufgrund der Beschaffenheit des Staubes nicht geeignet. Die Laser-Emissionsspektroskopie (LIBS) ist in der Lage, die chemische Zusammensetzung von Prozessstäuben inline zu messen ohne eine Probenvorbereitung. Dies konnte in Voruntersuchungen mit Kalkstein-Stäuben exemplarisch gezeigt werden. Damit erschließt sich die Möglichkeit direkt während der Rohstoffgewinnung und -verarbeitung Gehalte von Nutz- und Nebengesteinen zu bestimmen und damit sowohl den Abbau als auch die Weiterverarbeitung optimiert zu führen. Lagerstättenmodelle können zeitnah erstellt und aktualisiert werden. Die verbesserte Prozessführung erlaubt eine weiterreichende Ausschöpfung von Lagerstätten, steigert die Effizienz in der Weiterverarbeitung, schont Ressourcen und senkt CO2-Emissionen. Die Messgenauigkeit einer Inline Analyse mit Laser wird u.a. von den physikalischen und morphologischen Eigenschaften des Gesteinsstaubes beeinflusst. Die Auswirkungen dieser Einflussfaktoren sind zum Großteil nicht bekannt. Als Beispiel seien die Größenverteilung der Partikel (Kornband), die Dichte der Partikel und der Feuchtigkeitsgehalt genannt. Rohstoffgewinnung und -verarbeitung sind durch raue Betriebsbedingungen gekennzeichnet. So muss ein Analysator starken Temperaturschwankungen aber auch erheblichen Vibrations- und Stoßbelastungen im zweistelligen g-Bereich standhalten können. Laserstrahlquellen und Spektroskopiekomponenten sind für einen industrietauglichen Demonstrator derzeit nicht robust genug. Zudem ist das Bauvolumen der Laserstrahlquellen zu groß für einen praktikablen industriellen Einsatz an Rohstoffgewinnungsmaschinen. Ziel des DustLIBS Vorhabens ist es, eine Methode für die verlässliche Inline Analyse von Prozessstäuben mit Laser-Emissionsspektroskopie zu erarbeiten und deren Tauglichkeit mit einem Funktionsmuster für den vor Ort Einsatz bei der Rohstoffgewinnung zu demonstrieren.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: CO2-Emission ? Gesteinsstaub ? Messgerät ? Stoßbelastung ? Abraum ? Laser ? Messeinrichtung ? Staubemission ? Staubgehalt ? Temperaturabhängigkeit ? Staub ? Emissionsspektralanalyse ? Geophysikalische Erkundung ? Chemische Zusammensetzung ? Eisenerz ? Erzbergbau ? Lagerstätte ? Lagerstättenerkundung ? Partikelgrößenverteilung ? Prospektion ? Rohstoffgewinnung ? Erschütterung ? Feuchtigkeitsmessung ? Kalkstein ? CO2-Minderung ? Korngrößenverteilung ? Analysegerät ? Erz ? Größenverteilung ? Stand der Technik ? Modellierung ? Gestein ? Partikel ? Geomorphologie ? Physikalische Größe ? Maschine ? Ressourcenschonung ? Effizienzsteigerung ? Rohstoffverarbeitung ? Laseranwendung ? Kornbrand ? Staubanalyse ? Dichtebestimmung ? Messgenauigkeit ? Optimieren der Fahrweise ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding box: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2010-01-01 - 2012-06-30
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