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Markt für Mangan

technologyComment of manganese production (RER): The metal is won by electrolysis (25%) and electrothermic processes (75%). ELECTROLYSIS OF AQUEOUS MANGANESE SALTS The production of manganese metal by the electrolysis of aqueous manganese salts requires at first a milling of the manganese ore. Milling increases the active surface and ensures sufficient reactivity in both the reduction and the subsequent leaching steps. After milling the manganese ore is fed to a rotary kiln where the reduction and calcination takes place. This process is carried out at about 850 - 1000 ºC in a reducing atmosphere. As a reducing agent, several carbon sources can be used e.g. anthracite, coal, charcoal and hydrocarbon oil or natural gas. The cal-cined ore needs to be cooled below 100 ºC to avoid a further re-oxidation. The subsequent leaching process is carried out with recycled electrolyte, mainly sulphuric acid. After leaching and filtration the iron content is removed from the solution by oxidative precipitation and the nickel and cobalt are removed by sulphide precipitation. The purified electrolyte is then treated with SO2 in order to ensure plating of γ-Mn during electrolysis. Electrolysis is carried out in diaphragm cells. The cathode is normally made of stainless steel or titanium. For the anode lead-calcium or lead-silver alloy can be used. After an appropriate reaction time the cathodes are removed from the electrolysis bath. The manganese that is deposited on the cathode starter-sheet is stripped off mechanically and then washed and dried. The metal is crushed to produce metal flakes or powder or granulated, depending on the end use. ELECTROTHERMAL DECOMPOSITION OF MANGANESE ORES The electrothermal process is the second important process to produce manganese metal in an industrial scale. The electrothermal process takes place as a multistage process. In the first stage manganese ore is smelted with only a small amount of reductant in order to reduce mostly the iron oxide. This produces a low-grade ferro-manganese and a slag that is rich in Mn-oxide. The slag is then smelted in the second stage with silicon to produce silicomanganese. The molten silicomanganese can be treated with liquid slag from the fist stage to obtain relatively pure manganese metal. For the last step a ladle or shaking ladle can be used. The manganese metal produced by the electrothermal process contains up to 98% of Mn. Overall emissions and waste: Emissions to air consist of dust and fume emissions from smelting, hard metal and carbide production; Other emissions to air are ammonia (NH3), acid fume (HCl), hydrogen fluoride (HF), VOC and heavy metals. Effluents are composed of overflow water from wet scrubbing systems, wastewater from slag and metal granulation, and blow down from cooling water cycles. Waste includes dust, fume, sludge and slag. References: Wellbeloved D. B., Craven P. M. and Waudby J. W. (1997) Manganese and Manganese Alloys. In: Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry (ed. Anonymous). 5th edition on CD-ROM Edition. Wiley & Sons, London. IPPC (2001) Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC); Reference Document on Best Available Techniques in the Non Ferrous Metals Industries. European Commission. Retrieved from http://www.jrc.es/pub/english.cgi/ 0/733169 technologyComment of manganese production (RoW): The metal is won by electrolysis (assumption: 25%) and electrothermic processes (assumption: 75%). No detailed information available, mainly based on rough estimates. technologyComment of treatment of non-Fe-Co-metals, from used Li-ion battery, hydrometallurgical processing (GLO): The technique SX-EW is used mainly for oxide ores and supergene sulphide ores (i.e. ores not containing iron). It is assumed to be used for the treatment of the non-Fe-Co-metals fraction. The process includes a leaching stage followed by cementation or electro-winning. A general description of the process steps is given below. In the dump leaching step, copper is recovered from large quantities (millions of tonnes) of strip oxide ores with a very low grade. Dilute sulphuric acid is trickled through the material. Once the process starts it continues naturally if water and air are circulated through the heap. The time required is typically measured in years. Sulphur dioxide is emitted during such operations. Soluble copper is then recovered from drainage tunnels and ponds. Copper recovery rates vary from 30% to 70%. Cconsiderable amounts of sulphuric acid and leaching agents emit into water and air. No figures are currently available on the dimension of such emissions. After the solvent-solvent extraction, considerable amounts of leaching residues remain, which consist of undissolved minerals and the remainders of leaching chemicals. In the solution cleaning step occur precipitation of impurities and filtration or selective enrichment of copper by solvent extraction or ion exchange. The solvent extraction process comprises two steps: selective extraction of copper from an aqueous leach solution into an organic phase (extraction circuit) and the re-extraction or stripping of the copper into dilute sulphuric acid to give a solution suitable for electro winning (stripping circuit). In the separation step occurs precipitation of copper metal or copper compounds such as Cu2O, CuS, CuCl, CuI, CuCN, or CuSO4 • 5 H2O (crystallisation) Waste: Like in the pyrometallurgical step, considerable quantities of solid residuals are generated, which are mostly recycled within the process or sent to other specialists to recover any precious metals. Final residues generally comprise hydroxide filter cakes (iron hydroxide, 60% water, cat I industrial waste).

Sub project: Electron transfer reactions at iron mineral surfaces in the presence of organic sorbates

Das Projekt "Sub project: Electron transfer reactions at iron mineral surfaces in the presence of organic sorbates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften - Umweltmineralogie und Umweltchemie durchgeführt. Redox reactions at iron mineral surfaces play an important role in determining the overall biogeochemical milieu in anoxic groundwater systems. Previous studies have shown that oxidation of sorbed ferrous iron at mineral phases may cause remodelling of the mineralwater interphase and thus may affect electron transfer processes in anoxic aquifers. In the first funding period, we studied in detail how and at which conditions oxidation of ferrous iron at mineral surfaces affects electron transfer processes. Using carbon tetrachloride (CCl4) as model oxidant, we could further demonstrate, that the proposed reactive tracer approach, which is based on changes of the stable isotopic composition of model oxidants, could be successfully applied to characterize the surface reactivity and dynamics of surface bound Fe(II) species at iron(III)hydroxides. Up to date, process based studies on surface mediated transformation of redox active solutes in iron mineral systems have been conducted primarily in model systems devoid of natural organic matter. In natural systems, however, mineral surfaces are inevitably in contact with OM. Sorbed DOM is likely to affect heterogeneous electron transfer processes due to its interactions with iron both in aqueous solution and at the mineral surface. On one hand, DOM sorption at iron hydroxides may interfere with the formation of reactive Fe(II) surface sites. On the other hand, DOM contain redox active quinone moieties and may act as a mediator enhancing the electron-transfer across the mineral surface. In this follow-up project we propose to investigate the effects of various organic sorbates such as redox-inert organic acids as well as redox-active quinones, humic substances and DOM on electron transfer reactions at iron mineral surfaces. Furthermore, we will investigate the effects of sulfide as additional redox active natural component on DOM-iron interfacial redox processes.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von P.U.S. Produktions- und Umweltservice GmbH durchgeführt. Das Projekt verfolgt die Zielstellung, durch Optimierung bestehender Prozessabläufe den Prozessschritt der mechanischen Entwässerung effizienter zu gestalten sowie die derzeit vorhandene Pelletiertechnologie zur Erzeugung von Sorptionsmaterialien durch Anwendung einer neuen und innovativen Pelletierungsflockungstechnologie unter Einsparung von Prozessschritten zu verbessern.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GEH Wasserchemie GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojekts AquaChromSorb ist die Entwicklung und der Einsatz eines Filtermaterials sowie eines Verfahrens zur Entfernung von Cr(VI) und Cr(gesamt) aus Grundwasser und industriellem Prozesswasser. Im Teilprojekt der GEH Wasserchemie GmbH & Co. KG wird ein neues Material auf der Basis von Eisenhydroxid entwickelt, produziert, in Kleinfilterversuchen (Festbettfilter und Wirbelschichtreaktoren) getestet und basierend auf den Ergebnissen aus den Labor- und Technikumsversuchen iterativ angepasst. Das entwickelte Material soll, basierend auf den Laborversuchen und Modellierungen in repräsentativen Pilotfiltern zur Aufbereitung von natürlichem Grundwasser sowie industriellem Prozesswasser eingesetzt und getestet werden. Während der einzelnen Entwicklungsschritte wird das neuentwickelte Verfahren auf dessen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit hin überprüft.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur sicheren Endlagerung hochradioaktiven Abfalls zu leisten. In diesem Kontext wollen wir ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen erlangen, um so Retentionsmechanismen auf langen Zeitskalen zu verstehen. Dazu sind innerhalb des Gesamtprojekts folgende Arbeitspakete vorgesehen: a) Dreiwertige Actinide Pu, Am, Cm (Phosphate, Carbonate, Eisen(hydr)oxide) b) Vierwertige Actiniden Th, U, Np, Pu (Silicate, Sulfate, Carbonate, Phosphate, Sulfide, Eisen(hydr)oxide, LDH-Phasen) a) Cm(III), Am(III) und Eu(III) dotierte Calcite werden synthetisiert und die Besetzung der unterschiedlichen 'sites' wird mit Hilfe der TRLFS quantifiziert. Die maximale Beladung der Sekundärphase mit Actiniden wird aus diesen Daten extrapoliert werden. Mit dreiwertigen Actiniden und Lanthaniden dotierte Calcit Einkristalle werden nach ihrer Synthese an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Calcitkristalle bestimmt. b) Th(IV) und Np(IV) dotierte Calcite werden im MFR synthetisiert. Einbau sowie Freisetzung der Actiniden wird quantifiziert und modelliert. Der Einfluss von Fremdionen auf die Bildung der An(IV):Calcit 'solid solutions' wird mit Hilfe von SEM und AFM untersucht. Durch XAS werden die Strukturparameter der Einbauspezies bestimmt.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. Die Zielsetzung des Projektes ist die Produktentwicklung eines effizienten und kostengünstigen Filtermaterials und Verfahrens zur selektiven Entfernung von Crges und Cr(VI) aus Grundwasser und industriellem Prozesswasser, das Vorteile gegenüber bestehenden Verfahren bietet und ermöglicht, zukünftige Chrom-Grenzwerte wirtschaftlich einzuhalten. Ziel der Arbeiten des BFI ist die Entwicklung eines Adsorptionsverfahrens basierend auf dem neuen Filtermaterial, mit dem chromathaltige Abwässer der Stahl- und metallverarbeitenden Industrie behandelt werden können. Durch die Versuchsergebnisse des BFI soll die Produktentwicklung durch die Projektpartner auch für diese industriellen Abwässer erfolgen. Die Produktentwicklung, die auf der Modifikation von granuliertem Eisenhydroxid basiert, soll iterativ erfolgen. Das Material wird von den Projektpartnern in Batch- und Laborversuchen mit synthetischen und industriellen Wässern unterschiedlicher Zusammensetzung getestet und basierend auf den Ergebnissen verbessert und angepasst. Im Weiteren wird das neu entwickelte Filtermaterial in Pilotfiltern bei Wasserversorgern und exemplarisch in der Stahlindustrie getestet. Die Arbeiten des BFI beinhalten vor allem die Auswahl und Charakterisierung von industriellen chromathaltigen Abwässern für die Versuche und die Durchführung von Labor- und Pilotversuchen mit industriellem Abwasser. Die Versuchsergebnisse werden für die iterative Produktentwicklung und für die Modellierung an die Projektpartner weitergegeben. Die aus dem Labor- und Pilotmaßstab gewonnenen Ergebnisse werden von der TU Berlin für die Erstellung eines Modells zur Berechnung des Adsorptionsverhaltens in Abhängigkeit der Wasserzusammensetzung genutzt. Am Projektende wird die Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit des neu entwickelten Verfahrens evaluiert. BFI ist in dieser Evaluierung für die industriellen Abwässer und die Verwertung des beladenen Filtermaterials verantwortlich.

Teilprojekt 3.2: Safe Water Reuse

Das Projekt "Teilprojekt 3.2: Safe Water Reuse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Problemstellung: Ziel des Projektes ist die Entwicklung, Anwendung und Demonstration verschiedener wissenschaftlicher, technischer und sozio-ökonomischer Verfahren und Lösungen, die zu einem effektiven und nachhaltigen Wassermanagement in der 'Stadt der Zukunft (Projektion 30-50 Jahre in die Zukunft) beitragen. Im Teilprojekt 3.2 sollen nachhaltige Behandlungs- und Speichertechnologien für die sichere Abwasserwiederverwendung entwickelt und demonstriert werden. Aufgabe der Technischen Universität Berlin ist die Definition geeigneter Schadstoffsenken als Komponenten und Schadstoffbarrieren in einem indirekten Abwasserwiederverwendungssystem zur Trinkwassernutzung (indirect potable reuse). Vorgehensweise: Folgende Teilaspekte werden im Rahmen von Pilotexperimenten im Klärwerk Ruhleben und in Laborexperimenten untersucht: - selektive Phosphatentfernung durch Fällung und Adsorption an granuliertes Eisenhydroxid (GEH) zur Nachbehandlung und sicheren Entsorgung von Membrankonzentraten; - Biofiltration zur Entfernung fouling-aktiver Substanzen im Abwasser zur Kontrolle der Deckschichtbildung als Vorbehandlungsstufe einer Ultrafiltration Ergebnisse: Erste Ergebnisse zeigen, dass induzierte Fällung und Adsorption an Metalloxide geeignete Aufbereitungsstrategien für Membrankonzentrate sind. Untersuchungen zur Prozessoptimierung sind im Gange. Biofiltration erweist sich als effektive Möglichkeit, die als Hauptverursacher für die Deckschichtbildung identifizierten Biopolymere zu entfernen.

The fate of selenium in a pilot plant for biological iron and manganese removal

Selenium (Se) is essential to human health, yet harmful in high doses. Of the water-soluble Se redox species, Se(IV) readily adsorbs onto iron and aluminium oxides. Se(VI), the dominant form in oxygenated waters, is more mobile and less readily adsorbed. In this study, the removal of Se(VI) by reduction with Fe(II) to Se(IV) and subsequent adsorption onto iron hydroxides is investigated in a pilot plant for biological iron and manganese removal from groundwater to investigate an economical approach for Se removal during drinking water production. While Se(IV) is removed by up to 90%, Se(VI) shows no removal over 48 h. In batch-shaking tests, the adsorption of Se(IV) and Se(VI) onto iron hydroxides with and without addition of Fe(II) or dithionite as reducing agents was studied. Se(IV) was removed to a greater extent by adsorption than Se(VI) (7% and 2.6%, respectively, at a starting concentration of 0.1 mg/L) and the addition of reducing agents resulted in no significantly higher removal of Se(VI). Reducing Se(VI) with Fe(II) or dithionite and consequent adsorption onto iron hydroxides can therefore be excluded as viable removal mechanism for Se(VI). © 2023 by the authors

Filtration des Niederschlagswassers von Kupferdächern zum Schutz von Boden und Grundwasser

Das Projekt "Filtration des Niederschlagswassers von Kupferdächern zum Schutz von Boden und Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die Vor-Ort-Versickerung ist eine viel versprechende Möglichkeit, Dachabflüsse in städtischen Gebieten zu bewirtschaften, wenn es die geologischen und hydrologischen Gegebenheiten ermöglichen. Dachabflüsse von Metalldächern sind jedoch mit einer hohen Konzentration an Schwermetallen belastet. Diese müssen vor einer Versickerung entfernt werden, um die Kontamination von Boden und Gewässern zu vermeiden. Im innerstädtischen Bereich ist oftmals nicht genügend Platz vorhanden, um einen Rückhalt der Schwermetalle über eine flächenhafte Versickerung über einen bewachsenen Oberboden zu ermöglichen. Eine unterirdische Versickerung mittels Sickerschacht oder über Rigolen benötigt jedoch eine effektive Vorreinigung vor der Versickerung. Vor diesem Hintergrund steht ein Forschungsvorhaben an der Akademie der Bildenden Künste München. Aus Gründen des Denkmalschutzes kann nur ein Drittel des Ablaufes des Kupferdaches über einen bewachsenen Oberboden versickert werden, so dass der Rest unterirdisch über Rigolen versickert werden muss. Eine Vorreinigung vor der Versickerung ist notwendig. Ziel: Zwei verschiedene technische Systeme (ein System von KME/Mall, ein System von der Fa. HydroCon) mit insgesamt vier verschiedenen Filtermedien zum Rückhalt des Kupfers sollen über einen Zeitraum von zwei Jahren getestet werden, hinsichtlich: Eliminationsleistung, jahreszeitlich bedingte Einflüsse, Wartungsintensität, zu erwartende Standzeit sowie Kosten. Filteranlagen: In jede Filteranlage wird ca. 500 m2 Dachfläche entwässert. Drei Filterschächte mit integriertem Schlammfang sind baugleich jedoch mit unterschiedlichen Filtermedien: - mit Eisenhydroxid gecoateter, haufwerksporiger Betonfilter (Fa. HydroCon) - Klinoptilolith (TU München) - Chabazith/Phillipsit (TU München) - Ein Filterschacht besteht aus einem externen Schlammfang und einem Sammelfilter mit Zeolith-Patrone (KME/Mall). Nach der Behandlung erfolgt eine Versickerung über ein Teilsickerrohr aus undurchlässigem Beton im unteren Teil und porösem, mit Eisenhydroxid gecoateten Beton im oberen Teil. Durch den speziellen Aufbau wird ein zusätzlicher Rückhalt des Kupfers ermöglicht.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von hydroFilt Forschungsgesellschaft mbH durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojektes AquaChromSorb ist die Entwicklung und der Einsatz eines Filtermateriales und Verfahrens zur Entfernung von Cr(VI) und Cr(gesamt) aus Grundwasser und industriellem Prozesswasser. Im Teilprojekt der hydroFilt Forschungsgesellschaft GmbH wird ein neues Material auf der Basis von Eisenhydroxid entwickelt, produziert und basierend auf den Ergebnissen aus den Labor- und Technikumsversuchen iterativ angepasst. Das entwickelte Material soll, basierend auf den Laborversuchen und Modellierungen in repräsentativen Pilotfiltern (natürliches Grundwasser) sowie in Suspensionsfiltern (industrielles Prozesswasser) eingesetzt und getestet werden. Während den einzelnen Entwicklungsschritten wird das neuentwickelte Verfahren auf dessen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit hin überprüft. Das Projekt wird sich über drei Phasen erstrecken. In der ersten Phase werden die Randbedingungen basierend auf den Cr-haltigen Wässern definiert und ein geeignetes Material zur Chromat Entfernung basierend auf Laborbatchversuchen entwickelt. In der zweiten Phase wird das Material in Kleinfilterexperimenten im Labor getestet und weiterentwickelt. In der dritten Phase wird das Material in repräsentativen Pilotfiltern und Suspensionsfiltern in aktuellen Wasseraufbereitungsfällen eingesetzt und auf die Vor Ort Bedingungen angepasst. Dabei wird das Material iterativ, basierend auf den Ergebnissen angepasst. Dazu ist eine mineralogisch-geochemische Beurteilung der einzelnen Produktionschargen sowohl vor als auch nach den Versuchen notwendig.

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